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[问答] 张继光《Nature Energy》用于高压钠离子电池的低溶剂电解质

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不穿露裆裤 发表于 2022-8-19 09:10:14 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
钠离子电池（NIB）作为下一代储能系统已经引起了全世界的关注。然而，在重复循环过程中形成的固体电解质界面 (SEI) 的严重不稳定性阻碍了 NIBs 的发展。特别是，具有高压正极的 NIBs 中的 SEI 溶解比锂离子电池 (LIBs) 更严重，并导致持续的副反应、电解质耗尽和不可逆的容量损失，使得 NIBs 不如 LIBs 稳定。在这里，我们报告了一种合理的电解质设计，以抑制 SEI 溶解并提高 NIB 性能。我们的电解质降低了SEI 组分的溶剂化能力并促进了不溶性 SEI 组分的形成，从而最大限度地减少了 SEI 溶解。除了在硬碳 (HC) 阳极上稳定的 SEI。我们采用这种电解液的 HC||NaNMC全电池在充电至 4.2 V 时，在 300 次循环后表现出 > 90% 的容量保持率。这项研究使高压 NIBs 具有长循环性能，并为钠离子电池的电解液设计提供了指导原则。


张继光《Nature Energy》用于高压钠离子电池的低溶剂电解质 第1张图片
图文简介

张继光《Nature Energy》用于高压钠离子电池的低溶剂电解质 第2张图片

抑制高稳定性高压钠离子电池 SEI 溶解的电解质设计原理

张继光《Nature Energy》用于高压钠离子电池的低溶剂电解质 第3张图片

HC||NaNMC 全电池的电化学性能。

张继光《Nature Energy》用于高压钠离子电池的低溶剂电解质 第4张图片

SEI 溶解的 XPS 表征。

张继光《Nature Energy》用于高压钠离子电池的低溶剂电解质 第5张图片

三种电解质中 Cu||Na 电池容量损失的 SEI 溶解分析

张继光《Nature Energy》用于高压钠离子电池的低溶剂电解质 第6张图片

循环 NaNMC 正极的 CEI 成分和结构
结论

总之，我们成功开发了用于 4.2 V 高压钠离子电池的先进低溶剂化电解质 (NaFSI/DMC:TFP)。所设计的电解质可以通过低极性 TFP 溶剂、少量游离溶剂的溶剂化结构以及在电解质中溶解度低的盐分解中调节 SEI 组分来抑制 SEI 溶解。此外，该电解质还与高压正极相容，在正极表面形成了超薄的 CEI 层，有效抑制了正极中过渡金属的相变和溶解。该电解质可稳定 4.2 V HC||NaNMC 全电池，300 次循环后容量保持率达 90%。



论文信息
论文题目：Designing supercapacitor electrolyte via ion counting

通讯作者：张继光

通讯单位：美国华盛顿州里奇兰太平洋西北国家实验室能源与环境局

小编有话说：本公众号推送内容仅作高分子能源领域科研人员学术交流使用，不用作任何商业活动


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标签：美国固体电解质钠离子电池锂离子电池不稳定性
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