钠金属基固态电池是极具潜力的下一代电池技术,然而,制造能够在高电流密度下循环的独立固体电解质一直是开发室温固态钠电池的主要挑战。近日,马里兰大学Eric D. Wachsman报道了钠金属阳极固态电池的3D双掺杂NASICON结构中的高速率循环。
本文要点:
1) 作者通过开发高导电性Zn2+和Mg2+双掺杂Na3Zr2SiPO12(NASICON)固体电解质,并制备涂有纳米ZnO层的3D多孔致密多孔结构(具有超薄、25µm的致密隔膜),实现了3.5 Ω cm2的极低阳极界面电阻。这使其在室温下能够达到30mA/cm2的高临界电流密度,并且实现了10.8Ah/cm2的钠循环容量。
2) 此外,作为概念验证,作者将软包电池与Na3V2(PO4)3阴极组装在具有钠金属阳极的致密多孔双层电解质上,并在室温下实现高达2C的速率循环。
Prem Wicram Jaschin et.al High-rate cycling in 3D dual-doped NASICON architectures toward room-temperature sodium-metal-anode solid-state batteries EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE03879C
https://doi.org/10.1039/D3EE03879C