钠离子电池(SIBs)以其低廉的成本和丰富的天然钠资源受到越来越多的关注,被认为是锂离子电池在储能方面的最有前途的补充。目前,人们迫切需要能够在倍率和温度极端条件下工作的钠离子电池,但由于动力学和热力学的限制而难以实现。
近日,中南大学王海燕教授,孙旦通过对不同电解质的比较研究,证明了电极-电解质界面化学,包括离子去溶和SEI界面,对负极在超高倍率和低温极端下的电化学性能起着至关重要的作用。
文章要点
1)THF基电解质使商用HC负极具有优异的倍率性能(高达5 A g-1)和超低温性能(在-20 °C下可稳定运行)。此外,这种电极在1000次循环后仍保持其初始容量的90%。
2)动力学分析表明,THF的弱离子溶剂化/去溶化极大地促进了离子在SEI/电解质界面的快速扩散,均匀的SEI具有分布均匀的NaF和有机成分,保证了Na+在SEI层中的快速扩散和稳定的界面。
这项工作不仅提出了一种先进的低温电解液,而且为下一代高倍率低温电池的界面调制提供了新的见解。
参考文献
Zheng Tang, et al, Electrode-Electrolyte Interfacial Chemistry Modulation for Ultra-High Rate Sodium-Ion Battery, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202200475
https://doi.org/10.1002/anie.202200475