AFM：一种基于原位交联凝胶聚合物电解质的室温钠-硫电池的稳定循环

Nanoyu

2022-06-02

高温钠-硫电池(HT Na-S)技术以其低成本、高能量密度的特点在固定式储能领域引起了广泛关注。然而，目前使用的固体电解质(ß-氧化铝)价格昂贵，只能在高温下操作，这降低了安全性。另一方面，室温钠-硫电池(RT Na-S)中的液态电解质容易形成枝晶和多硫化物穿梭。因此，迫切需要一种兼具固体（抑制穿梭）和液体(离子电导率)特性的电解质来克服上述问题。

近日，斯图加特大学Michael R. Buchmeiser通过原位聚合，一步简单地合成了抑制用于RT Na-SPAN电池的凝胶聚合物电解质（GPEs）。

文章要点

1）采用偶氮双异丁腈(AIBN, 1 wt.%)引发季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)原位自由基聚合的方法，制备了含有1 M四苯基硼酸钠(NaTPB)、碳酸丙烯(PC)和7 wt.%氟碳酸乙烯(FEC)的液体电解质溶液。迄今为止，关于Na-S电池GPEs原位制备的报道并不多见。

2）由于聚合发生在Na负极表面，同时也发生在多孔的SPAN正极表面，因此保证了良好的界面接触。合成的GPEs在较高的温度下比LEs具有更高的离子电导率。电解质中的聚合物基体局部约束放电产物，从而避免了绝缘晶体堵塞阴极孔隙，也增强了转换过程。

3）在Na-SPAN全电池中制备的GPEs表现出非常稳定的循环（超过2500次），在2 C下放电容量超过600 mAh g_S⁻¹，平均CE为99.91%。因此，制备的GPEs的优势有望为Na-S电池在柔性储能器件中的成功应用铺平道路。

参考文献

Saravanakumar Murugan, et al, Stable Cycling of Room-Temperature Sodium-Sulfur Batteries Based on an In Situ Crosslinked Gel Polymer Electrolyte, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202201191

https://doi.org/10.1002/adfm.202201191