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NaFSI鈉電池最新突破

2024-07-22 19:57:16 sh默尼 12

鈉電池,作為鋰基電池的一種替代產(chǎn)品,由于其在經(jīng)濟上可持續(xù)性方面的優(yōu)勢,尤其是考慮到鈉礦物的豐富資源、廣泛分布和低成本,被認為是下一代能量存儲系統(tǒng)的重要候選者。


目前的電解質(zhì)體系中,鈉的低電位通常導(dǎo)致電解質(zhì)鹽和溶劑的不受控制的還原,形成不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面。這種不穩(wěn)定性導(dǎo)致鈉枝晶的不受控制生長,進而導(dǎo)致電解質(zhì)的持續(xù)消耗和鈉庫存的不可逆損失。


為了解決這些問題,科學(xué)家們致力于設(shè)計先進的電解質(zhì)體系。其中一個策略是通過調(diào)整電解質(zhì)的配方,使之形成穩(wěn)定的電解質(zhì)界面。為此,科學(xué)家引入一種高濃度電解質(zhì)(HCE)的電解質(zhì)體系,它采用高鹽濃度形成的離子配對和離子聚集體,從而形成穩(wěn)定的電解質(zhì)界面。此外,為了降低電解質(zhì)的粘度和提高離子導(dǎo)電性,科學(xué)家們還引入了局部高濃度電解質(zhì)(LHCE)體系,通過添加非溶劑性液體稀釋劑來實現(xiàn)。然而,現(xiàn)有的LHCE體系通常使用昂貴且易燃的氟醚作為稀釋劑,這限制了鈉電池的成本優(yōu)勢。

   
針對這一問題,德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校德克薩斯材料研究所Arumugam Manthiram等人于Nature Energy刊發(fā)表“Tuning the solvation structure with salts for stable sodium-metal batteries”的研究成果,他們提出了一種新穎的電解質(zhì)設(shè)計方法,即利用鹽作為稀釋劑來降低昂貴的稀釋劑和鹽的用量。通過使用硝酸鈉作為模型稀釋劑,提出了一種非易燃、經(jīng)濟實惠的TMP電解質(zhì)體系,其中NaFSI,雙(氟磺酰)亞胺鈉,雙氟磺酰亞胺鈉和NaNO3的低濃度顯著降低了LHCE所需的鹽量,降低了電解質(zhì)的成本。這種TMP電解質(zhì)體系能夠形成緊湊、均勻的鹽衍生的電極-電解質(zhì)界面層,顯著提高了鈉金屬電池的穩(wěn)定性。

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標簽:  NaFSI 雙(氟磺酰)亞胺鈉 雙氟磺酰亞胺鈉