周德重/唐偉/彭成信AFM:凝膠聚合物電解質助力鈉金屬電池1000次循環! 2023年10月14日 下午11:50 ? 未全平臺發布, 頂刊 ? 閱讀 101 在惡劣溫度下工作的快充和高能量密度固態鈉金屬電池(SMBs)是迫切需要最先進的二次電池。然而,不良的界面接觸和受溫度限制的離子電導率仍然阻礙了SMBs的真正商業化。通過原位互鎖界面構建3D離子擴散通道可以有效解決這些瓶頸。 西安交通大學周德重、唐偉、上海理工大學彭成信等通過將三丙烯酸三羥甲基丙酯(TMPTA)引入常規電解質中,開發了一種原位固化凝膠聚合物電解質(GPE)。 圖1 GPE的表征和原位聚合機理 所制備的GPE不僅表現出可在通用溫度下(0 至 60 °C)工作的高離子電導率(7.16×10-4 S cm-2),而且賦予電極與電解質之間良好的界面接觸,并且具有高達4.7 V的寬工作電位。重要的是,GPE促進了高度穩定的柔性SEI的形成,從而顯著提高了鈉金屬沉積/剝離的穩定性。 此外,原位凝膠化策略可以促進GPE在正極中的集成分布,以創建優異的3D離子導電網絡,因此可與13.01 mg cm?2超高負載的高壓正極成功配對以開發實用的固態電池。 圖2 Na|GPE|NMT在室溫下的電化學性能 得益于上述優勢,基于原位GPE的固態SMBs(Na|GPE|P2-Na2/3Ni1/3Mn1/3Ti1/3O2)在60 °C下表現出非凡的長期循環穩定性,在1 C下經過1000次循環后容量保持率為80%,并且具有出色的溫度適應性,即使在0 °C下,與0.1 C時相比,1 C時的倍率容量保持率為90%。 此外,即使質量負載從3.08 mg cm-2增加到高達13.01 mg cm-2,Na|GPE|NMT電池的容量仍可達到97%。這項工作為 GPE 設計開辟了新途徑,有利于開發高能量密度固態電池。 圖3 Na|GPE|NMT在60℃下的電化學性能 Approaching Practically Accessible and Environmentally Adaptive Sodium Metal Batteries with High Loading Cathodes through In Situ Interlock Interface. Advanced Functional Material 2022. DOI: 10.1002/adfm.202111314 原創文章,作者:v-suan,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/14/e970014b12/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 慢工出細活!喬世璋/鄭堯最新Science子刊,僅一個催化劑壽命就測了近8個月! 2023年10月4日 彭慧勝/王兵杰Angew:異質光電陰極實現98.8%往返效率的Li-CO2電池! 2023年10月12日 胡良兵,重磅Nature! 2023年12月1日 廈大楊勇AEM: 晶格匹配界面工程實現4.7 V高壓穩定的鈷酸鋰正極! 2023年10月14日 駱靜利Nature子刊:鈣鈦礦B位點補充策略改善溶出納米粒子穩定性 2023年11月1日 超越歷史!華南師大「國家高層次青年人才」,聯合南師大,新發AM! 2024年11月26日