ACS Energy Letters:调控电极电解质界面实现高温钠金属电池
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基于金属钠负极的可充电池具有比传统锂离子电池更高的能量密度。然而，金属钠负极的使用会带来枝晶生长以及不稳定的固态电解质界面(SEI)等问题。这些情形会在高温条件下更加恶化。近日，同济大学罗巍和黄云辉教授等通过设计基于热稳定的环丁砜电解质并对其界面化学进行调控实现了金属钠负极在高温下的稳定工作。
文章要点
1）研究人员设计的这种新型电解液配方锂盐为1M 的NaTFSI,溶剂为环丁砜，氟代碳酸乙烯酯以及1,3,6-六碳腈（体积比为7/2/1）。在该电解液中，热稳定性较好的NaTFSI盐与环丁砜溶剂适配，其中环丁砜溶剂由于具有强吸电子的磺酰基官能团而具有较高的闪点和氧化稳定性。而作为共溶剂的氟代碳酸乙烯酯和1,3,6-六碳腈则凭借其对金属钠负极和氟代磷酸氧钒钠（NVPOF）正极的优先吸附而参与构建稳定的电极电解质界面。
2）得益于上述电解质设计，Na/NVPOF全电池能够在60℃的高温下在1C的电流密度下循环500周而保持高达91.7%的容量保持率。即便在80℃的高温下全电池也可以稳定循环。更重要的是，在60℃下，该电解液可以将金属钠沉积-剥离的效率从低于20%提升至94.4%，沉积形貌由细碎的枝晶状转变为大块且堆积紧密的形状。
参考文献
Xueying Zheng et al, Toward High Temperature Sodium Metal Batteries via Regulating the Electrolyte/Electrode Interfacial Chemistries, ACS Energy Letters, 2022
DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01100
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c01100
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