華科/同濟AM:五氟(苯氧基)環(huán)三磷苯穩(wěn)定 145 Wh/Kg 鈉離子軟包電池的電極/電解質界面 2024年5月28日 下午4:03 ? 頂刊 ? 閱讀 45 鈉離子電池因鈉資源豐富而成為大規(guī)模儲能電池的有力競爭者。然而,傳統(tǒng)電解液中的電極界面不穩(wěn)定,降低了電池的循環(huán)壽命。層狀氧化物中的過渡金屬元素,如鎳和錳,可能會溶解到電解質中并沉積在HC負極上,從而增加界面電阻。因此,在正極和負極兩側同時構建穩(wěn)定的電極-電解質界面是實現(xiàn)長循環(huán)SIBs的關鍵。 在此,華中科技大學黃云輝、袁利霞,同濟大學Donghai Wang等人使用五氟(苯氧基)環(huán)三磷腈(FPPN)作為功能電解質添加劑,穩(wěn)定層狀氧化物正極和硬碳負極的界面。其中氟取代基和π-π共軛的─P=N─結構分別降低了FPPN的最低未占據分子軌道和增加了FPPN的最高已占據分子軌道,同時實現(xiàn)了FPPN在負極和正極上的優(yōu)先還原和氧化,近而形成了均勻、超薄、富無機的固體電解質界面和正極電解質界面。 結果顯示,組裝了容量為5Ah的鈉離子軟包電池經過1000次循環(huán)后,它可以保持4.46 Ah的高容量,對應于每圈0.01%的低衰減率。此外,軟包電池還實現(xiàn)了145 Wh kg-1的高能量密度和-20-60°C的寬工作溫度。 圖1. 不同分子和離子團的理論計算 總之,該工作提出了一種雙功能電解質添加劑FPPN來穩(wěn)定5 Ah鈉離子軟包電池的CEI和SEI。FPPN添加劑同時提高了CEI和SEI中NaF的含量。因此,有效地抑制了電極和電解質之間的副反應。研究表明,具有2 wt% FPPN的5 Ah NNFMO/HC軟包電池實現(xiàn)了145 Wh kg?1的高能量密度和穩(wěn)定的循環(huán),在0.5 C下循環(huán)1000次后保持4.46 Ah,大大遠遠超過了循環(huán)260次后4.43 Ah的標準電解質。 此外,具有2 wt% FPPN的NNFMO/HC軟包電池也能在-20到60°C的寬工作溫度下穩(wěn)定運行。因此,該工作為合理調控Ah級軟包電池的CEI和SEI,解決界面化學和電化學性能之間的問題提供了有意義的指導。 圖2. 使用標準和FPPN電解質的軟包電池性能 Pentafluoro(phenoxy)cyclotriphosphazene Stabilizes Electrode/Electrolyte Interfaces for Sodium-Ion Pouch Cells of 145 Wh Kg?1, Advanced Materials 2024 DOI:?10.1002/adma.202312287 ? 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/2024/05/28/940be139bc/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 8篇電池頂刊!陳人杰、劉平、莫一非、熊禮龍、杜顯鋒、歐陽楚英、閆鵬飛、隋曼齡、黃永鑫等成果! 2024年1月4日 8篇催化頂刊:JACS、Nano Lett.、ACS Catal.、AM/Adv. Sci.、Small等最新成果 2023年10月11日 余桂華團隊,連發(fā)Nat. Commun.和Angew.! 2023年10月14日 重磅!孟穎/許康,今日Science! 2024年2月22日 南科大羅光富Nano Lett.:氯化石墨二炔薄膜減少可充電鋰金屬電池中鋰枝晶的原子機制和長期穩(wěn)定性 2023年10月25日 精準調控!段鑲鋒/黃昱,新發(fā)Nature子刊! 2024年10月29日