孙世刚院士AFM：双添加剂协同的电解质界面改性用于提高钠离子电池层状正极的循环性能

Nanoyu

2021-02-25

电解质添加剂在决定电池循环稳定性和安全性等关键性能中起着重要作用。与材料开发相比，对钠离子电池（SIBs）的电解质和界面研究还处于起步阶段。研究发现，琥珀酸酐（SA）可以对SEI或CEI进行改性，是一种有效的电解质添加剂，可以提高碳酸盐基电解质锂离子电池的循环寿命。

近日，厦门大学孙世刚院士，黄令教授，文艳芬首次报道了一种新的成膜添加剂SA，其可以在PC基电解质中协同氟碳酸亚乙酯（FEC），以提高用于SIB的NLNMC正极的寿命。

文章要点

1）由于具有较高的最高占据分子轨道（HOMO）值，在含FEC的电解质中添加SA可以减轻电解质的分解。同时，SA的存在使正极上形成的SEI更均匀、更稳定，防止了电解质的连续分解，并在重复钠嵌/提取后保持了正极的晶体结构。此外，FEC在相界面层分解生成的NaF有利于Na⁺离子的扩散。

2）实验结果表明，添加双添加剂的Na/NLNMC电池在1 C倍率下循环400次，其容量保持率可达87.2%，优于单独添加或不添加添加剂的电池体系。因此，FEC和SA之间的协同效应会影响界面层的组成、结构和电导率，从而显著提高电池的循环稳定性。此外，具有SA添加剂的电池的CO₂生成量大大减少，从电池安全角度来看，这在实际应用中具有重要意义。

参考文献

Jing-Jing Fan, et al, Synergistic Dual-Additive Electrolyte for Interphase Modification to Boost Cyclability of Layered Cathode for Sodium Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202010500

https://doi.org/10.1002/adfm.202010500