Nano Letters：NASICON基固态钠电池界面动力学主动控制

Nanoyu

2022-08-27

固态电池的枝晶生长和电极与固体电解液之间的相容性差等问题制约着固态电池的实际应用。

为了保证钠快离子导体（NASICON）基固态钠电池的稳定运行，北京理工大学Yongjie Zhao, 清华大学Hui Wu提出了一种界面动态控制策略。

文章要点

1）引入晶界相（CuO）有效地促进了Na₃Zr₂Si₂PO₁₂的致密化，在25 °C时的最佳离子电导率为1.74×10⁻³ S cm⁻¹。此外，动态形成的Na-Cu-O中间层具有优异的导电性能。

2）显著降低的界面面积比电阻（70 ohm cm^-2）提高了对钠枝晶生长的抵抗力，确保对称钠电池在0.4 mA cm^-2的电流密度和室温下具有出色的循环稳定性。

3）采用Na₃V_1.5Cr_0.5(PO₄)₃正极和改性Na₃Zr₂Si₂PO₁₂陶瓷电解质的全固态钠金属电池在100 mA g^-1下经过300次循环后，容量保持率高达87.4%。

这项工作为NASICON结构固体电解质的合理界面设计开辟了一条新的途径，有利于其在高能量密度和高安全性电化学储能器件中的应用。

参考文献

Zheng Sun, et al, Active Control of Interface Dynamics in NASICON-Based Rechargeable Solid-State Sodium Batteries, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02509

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c02509