Adv. Energy Mater.：共嵌入电池:TiS2作为储存溶剂化钠离子电极的作用

湘湘

2022-10-22

在钠电池中，溶剂分子与Na⁺一起共嵌入到电极材料的晶格中是不希望的过程。一个例外是醚溶剂化的碱金属离子嵌入石墨，这是一个快速且高度可逆的过程。

柏林洪堡大学Philipp Adelhelm和Guillermo Alvarez Ferrero等发现可逆的共插层在其它层状材料（二硫化钛）也是可能的。

本文要点：

（1）

X射线衍射和膨胀测量法用于证明不同电解质溶剂的不同储存机制。作者发现二甘醇二甲醚共插入TiS₂中，导致电压分布的变化和层间间距的增加(≈150%)。这一行为与其他溶剂不同，其他溶剂在Na储存期间的膨胀要小得多(四氢呋喃[THF]和碳酸盐混合物的膨胀为24%)。对于所有溶剂，比容量(第2次循环)超过250 mAh g^-1，而THF在100次循环后表现出最佳的稳定性。

（2）

溶剂共插层由密度泛函理论合理化，并与溶剂化壳的稳定性相关，二甘醇二甲醚的稳定性最大。最后，具有二甘醇二甲醚电解质的TiS₂电极与石墨电极配对，以实现第一个概念验证的溶剂共嵌入电池，即具有两个电极的电池，这两个电极都依赖于溶剂分子的可逆共嵌入。

参考文献:

Alvarez Ferrero, G., Åvall, G., Mazzio, K. A., Son, Y., Janßen, K., Risse, S., Adelhelm, P., Co-Intercalation Batteries (CoIBs): Role of TiS2 as Electrode for Storing Solvated Na Ions. Adv. Energy Mater. 2022, 2202377.

DOI: 10.1002/aenm.202202377

https://doi.org/10.1002/aenm.202202377