東北師大?JACS:磷/硅協(xié)同界面實現(xiàn)超寬溫(?25 至 75 °C)鈉離子電池的電解質化學 2024年5月24日 下午5:51 ? 頂刊 ? 閱讀 31 近年來,電極材料實用化研究深入推進,鈉離子電池有望成為繼鋰離子電池之后最有前途的下一代儲能器件。然而,季節(jié)性變化或過度使用引起的工作溫度波動對性能穩(wěn)定性會造成不利影響,特別是在極端溫度(<-20或>50°C)下。為了擴大應用范圍、降低溫度控制系統(tǒng)的成本,迫切需要開發(fā)寬溫電池技術。 在此,東北師范大學吳興隆團隊通過引入磷/硅共驅動的協(xié)同操作機制,使得緊湊型電極/電解質界面具有更好的界面鈉離子傳輸動力學和理想的結構/熱穩(wěn)定性。結果顯示,使用所設計電解質的半電池可在 -25 至 75 ℃ 的溫度范圍內穩(wěn)定運行,即使在 60 ℃ 下循環(huán) 1700 次,容量保持率也超過了 70%。 更重要的是,由 Na3V2(PO4)2O2F 正極和硬碳負極組裝而成的全電池也具有出色的循環(huán)穩(wěn)定性,在 -25 至 50 ℃ 下的循環(huán)次數(shù)分別超過 500 次和 1000 次,并且在溫度持續(xù)變化的全天候動態(tài)測試中具有極佳的溫度適應性。 圖1. 基于NVPF正極和HC負極的全電池性能測試 總之,該工作通過先進的成膜調制策略,利用添加劑形成的磷/硅中間體來優(yōu)化界面形成。改進后的 CEI/SEI 具有更強的離子傳輸能力和出色的結構/熱穩(wěn)定性,可使 SIB在寬溫度范圍內穩(wěn)定運行。 此外,組裝好的 HC//NVPF 全電池在-25、25 和 50 ℃的長循環(huán)測試(500、800 和 1000 個循環(huán))中保持了極高的容量保持率(94%、92% 和 93%)。特別地,全天候動態(tài)測試進一步證明了電池系統(tǒng)的可靠性,測試溫度從 50℃ 持續(xù)變化到 -25℃ 可再回到 50℃。因此,該工作提出了一種有效的解決策略,可拓寬傳統(tǒng)碳酸酯基電解質較窄的工作范圍,有利于 SIB 的應用擴展。 圖2. 電極界面結構 Electrolyte Chemistry toward Ultrawide-Temperature (?25 to 75 °C) Sodium-Ion Batteries Achieved by Phosphorus/Silicon-Synergistic Interphase Manipulation,?Journal of the American Chemical Society?2024 DOI: 10.1021/jacs.3c11776 原創(chuàng)文章,作者:wang,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2024/05/24/4b08e6e8d8/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 【Nano Energy】聚吡咯-銅金屬海綿用于能量轉換和存儲的一體化器件 2023年11月27日 孫曉明/李暉/羅亮EES:探究電催化HER初始階段界面納米氣泡的生長機制 2023年10月9日 “折紙”折出一篇Nature,順便再上個封面! 2023年10月3日 斯坦福鄭曉琳ACS Energy Lett.: 碳酸氫鹽基電解質在雙電子水氧化產(chǎn)H2O2中的作用 2023年10月13日 王家鈞/婁帥鋒/李鑫AFM:12.7 mg/cm2高負載,全固態(tài)電池循環(huán)1萬小時 2023年9月30日 ?ACS Nano:協(xié)同Ag納米粒子和限制在氮化碳上的Co-Ag雙金屬原子位點實現(xiàn)高效CO2還原 2023年10月4日