Na-O2电池因其高能量密度和低成本而被认为是最有前途的储能技术之一。然而,其较差的循环寿命和复杂的界面形成机制极大地阻碍了Na-O2电池的实际发展。
近日,澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授,重庆大学王煜教授报道了与常用的醚基电解质(0.5 M三氟甲磺酸钠在四乙二醇二甲醚中)相比,其饱和电解质用于Na-O2电池,可获得约四倍的循环寿命。
文章要点
1)全面阐明高浓度电解质在Na-O2电池中的作用机理,研究人员制备了一系列不同浓度的NaCF3SO3/四甘醇二甲醚TEGDM电解质,研究了高浓度电解质对Na-O2电池稳定性的影响,以及氧和电解液对Na负极的腐蚀以及对Na枝晶的抑制作用。
2)实验结果和模拟均表明,饱和电解质在减少NaO2的溶解中起重要作用,缓解了O2-的穿梭效应;大大降低了溶解氧,从而消除钠的负极氧化。此外,在饱和电解质中,由于较高的Na+的高通量,有效地抑制了Na枝晶的生长,缓解了Na+通量的不均匀性。因此,具有饱和电解质的Na-O2电池表现出了优异的循环稳定性。
参考文献
Jin-ling Ma, Wen-chao Zhang, Xiao-dong Wang, Ming Tang, Zheng-yong Huang, Jian Li, Han Zhang, Xiao-hui Yang, Zai-ping Guo and Yu Wang, Revealing the mechanism of saturated ether electrolyte for improving the long-cycling stability of Na-O2 batteries, Nano Energy, (2020)
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.105927
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105927