?復(fù)旦ACS Energy Letters:不可燃Na4B36H34基硼氫化物電解質(zhì)|高壓全固態(tài)鈉電池 2024年3月25日 下午6:43 ? z, 頂刊 ? 閱讀 37 由于商用有機(jī)電解質(zhì)具有揮發(fā)性和易燃性的特征,高壓高能量密度情況下極易引發(fā)一系列安全問(wèn)題。而固態(tài)電解質(zhì)因其固有的高安全性和良好的熱穩(wěn)定性,而且對(duì)金屬鈉負(fù)極穩(wěn)定的特征,因此在追求下一代高能量密度、高安全性?xún)?chǔ)能系統(tǒng)的過(guò)程中,固態(tài)鈉金屬電池引起了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。 在此,復(fù)旦大學(xué)郭艷輝團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種不可燃混合硼氫化物Na4B36H34電解質(zhì),其電化學(xué)穩(wěn)定性窗口 (ESW) 高達(dá) 6.9 V。研究表明,擴(kuò)大的Na+擴(kuò)散路徑和 [B36H34]4– 的快速動(dòng)力學(xué)有助于Na4B36H34 中 Na+ 的快速傳導(dǎo)。此外,混合陰離子Na4B36H34-7Na2B12H12 SE表現(xiàn)出高離子電導(dǎo)率(1.02 × 10–3 S cm–1)、寬ESW(5.5 V)、高Na+遷移數(shù)(0.97)、低電子電導(dǎo)率、低密度(1.1709 g cm–3))、良好的壓縮性、良好的機(jī)械強(qiáng)度、不可燃性和溶解性。? 結(jié)果顯示,Na/Na4B36H34-7Na2B12H12/Na對(duì)稱(chēng)電池在0.1 mA cm–2下可穩(wěn)定循環(huán)200小時(shí)以上。并且,以Na4B36H34-7Na2B12H12為SE,作者還制備了具有良好循環(huán)穩(wěn)定性的4.5 V高壓Na3V2(PO4)2O2F/Na電池。 圖1. 電化學(xué)性能 總之,該工作成功合成了Na4B36H34的硼氫化物SE。研究表明,較大的 [B36H34]4– 聚陰離子將有助于改善 Na 離子傳導(dǎo),并且與其單體形式的 [B12H12]2– 相比,電化學(xué)穩(wěn)定性更高。? 此外,優(yōu)化后的Na4B36H34-7Na2B12H12 SE表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能及機(jī)械性能。采用Na4B36H34-7Na2B12H12 SE的對(duì)稱(chēng)電池在25°C下可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)0.9 mA cm-2的高臨界電流密度,并且在0.1 mA cm-2下具有超過(guò)200小時(shí)的良好循環(huán)穩(wěn)定性。此外,4.5 V高壓全固態(tài)Na3V2(PO4)2O2F/Na4B36H34-7Na2B12H12/Na電池表現(xiàn)出優(yōu)異的長(zhǎng)循環(huán)性能,在0.1 C下循環(huán)100次后放電容量保持率為85.8%。因此,Na4B36H34的發(fā)現(xiàn)可以突破硼氫化物SE系統(tǒng)的界限,為高能、安全的固態(tài)電池的實(shí)際應(yīng)用發(fā)展鋪平道路。 圖2. 電池性能 A Practical Nonflammable Na4B36H34-Based Hydroborate Electrolyte for High-Voltage All-Solid-State Sodium Batteries, ACS Energy Letters 2024 DOI: 10.1021/acsenergylett.4c00112 原創(chuàng)文章,作者:Jenny(小琦),如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/03/25/a6ea1a548e/ 電池頂刊 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 潘洪革/高明霞?ACS Energy Letters:853Wh/kg高比能1000次循環(huán)長(zhǎng)壽命實(shí)用全固態(tài)電池! 2023年10月8日 他,師從多位院士/杰青,博士畢業(yè)5年任211教授,「國(guó)家優(yōu)青」,新發(fā)JACS!神奇,雙氧水構(gòu)筑核殼結(jié)構(gòu)! 2024年10月25日 一月兩篇JACS,南理工劉偉團(tuán)隊(duì)納米電子器件界面接觸領(lǐng)域突破性進(jìn)展 2023年11月27日 中國(guó)工程院院士李寧等貪污案二審宣判! 2023年10月24日 天大/中南?Nature子刊:0.78μm薄鋰金屬電極助力固態(tài)電池 2024年12月18日 陜師大Chem. Eng. J.:超薄CoNi0.2P納米片實(shí)現(xiàn)高效混合水電解 2023年10月2日