AEM：通过降低界面反应性提高超氧化物基Na-O2电池的循环寿命

NavyLIu

2025-02-06

钠-氧（Na-O₂）电池被认为是当前最先进技术的一种有效替代品，因为它们具有较高的理论能量密度，以及天然丰富的钠金属和低廉的价格。这些电池的化学性质取决于形成/分解超氧化物钠（NaO₂）或过氧化物（Na₂O₂）。大多数Na-O₂电池形成NaO₂，但由于界面处的副反应，可逆性通常非常有限。近日，伊利诺伊理工大学Mohammad Asadi、阿贡国家实验室Larry A. Curtiss通过降低界面反应性提高超氧化物基Na-O₂电池的循环寿命。

本文要点：

1) 通过使用新材料，包括基于磷化钒（VP）纳米颗粒的高活性催化剂、基于醚/离子液体的电解质和有效的溴化钠（NaBr）阳极保护层，可以减少界面反应性的来源，从而实现可重复充电1070次循环的Na-O₂电池，其能量效率超过83%。

2) 密度泛函理论计算和实验表征证实了导致长循环寿命的三个因素，包括阳极上NaBr保护层的有效性、防止VP阴极催化剂表面氧化的四方聚合物/EMM-BF₄基电解质，以及有助于避免电解质在NaO₂上分解的EMIM-BF₄离子液体。

参考文献：

Adel Azaribeni et.al Enhancing Cycle Life in Superoxide-Based Na–O₂ Batteries by Reducing Interface Reactivity Adv. Energy Mater. 2025

DOI: 10.1002/aenm.202404703

https://doi.org/10.1002/aenm.202404703