ACS Energy Lett.：调节电解质/电极界面化学实现高温钠金属电池

Nanoyu

2022-05-28

基于钠金属负极（SMA）的可充电电池比传统的钠离子电池具有更高的能量密度。然而，SMA的使用带来了枝晶生长和不稳定的固体/电解质界面(SEI)形成的内在挑战。而高温（>55 °C）下会进一步加剧这种情况。

近日，华中科技大学黄云辉教授，罗巍教授用1.0 M双(三氟甲基磺酰基)亚胺（NaTFSI）在环丁砜（SL）/FeC/1，3，6-己三碳腈（HTCN）（体积比为7：2：1）混合物中配制了一种新的电解液配方（记为NaTFSI-SFH）。

文章要点

1）研究人员采用了热稳定性较好的NaTFSI盐作为本体SL溶剂，该溶剂具有强吸电子磺酰基，具有高闪点和高氧化稳定性，而FeC和HTCN分子的共溶解是建立稳定电极界面的必要条件，它们分别优先吸附在Na负极和Na₃V₂(PO₄)₂O₂F（NVPOF）正极上。

2）实验结果显示，在60 °C下，Na/NVPOF电池实现了长期循环性能：在1 C下循环500次后容量保持率为91.7%。更重要的是，镀钠/剥离效率也从不足20%极大地提高到60°C时的约94.4%，实现了大量紧密堆积的钠沉积，从而证明了所设计的电解质配方用于高性能高温HT SMB具有良好的钠兼容性。相比之下，三种典型的碳酸盐、醚基和全氟电解液的SMB性能表现出快速的容量衰退，其CE值始终低于94%或更低。

参考文献

Xueying Zheng, et al, Toward High Temperature Sodium Metal Batteries via Regulating the Electrolyte/Electrode Interfacial Chemistries, ACS Energy Lett. 2022

DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01100

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01100