華科/同濟AM:五氟(苯氧基)環三磷苯穩定 145 Wh/Kg 鈉離子軟包電池的電極/電解質界面 2024年5月28日 下午4:03 ? 頂刊 ? 閱讀 59 鈉離子電池因鈉資源豐富而成為大規模儲能電池的有力競爭者。然而,傳統電解液中的電極界面不穩定,降低了電池的循環壽命。層狀氧化物中的過渡金屬元素,如鎳和錳,可能會溶解到電解質中并沉積在HC負極上,從而增加界面電阻。因此,在正極和負極兩側同時構建穩定的電極-電解質界面是實現長循環SIBs的關鍵。 在此,華中科技大學黃云輝、袁利霞,同濟大學Donghai Wang等人使用五氟(苯氧基)環三磷腈(FPPN)作為功能電解質添加劑,穩定層狀氧化物正極和硬碳負極的界面。其中氟取代基和π-π共軛的─P=N─結構分別降低了FPPN的最低未占據分子軌道和增加了FPPN的最高已占據分子軌道,同時實現了FPPN在負極和正極上的優先還原和氧化,近而形成了均勻、超薄、富無機的固體電解質界面和正極電解質界面。 結果顯示,組裝了容量為5Ah的鈉離子軟包電池經過1000次循環后,它可以保持4.46 Ah的高容量,對應于每圈0.01%的低衰減率。此外,軟包電池還實現了145 Wh kg-1的高能量密度和-20-60°C的寬工作溫度。 圖1. 不同分子和離子團的理論計算 總之,該工作提出了一種雙功能電解質添加劑FPPN來穩定5 Ah鈉離子軟包電池的CEI和SEI。FPPN添加劑同時提高了CEI和SEI中NaF的含量。因此,有效地抑制了電極和電解質之間的副反應。研究表明,具有2 wt% FPPN的5 Ah NNFMO/HC軟包電池實現了145 Wh kg?1的高能量密度和穩定的循環,在0.5 C下循環1000次后保持4.46 Ah,大大遠遠超過了循環260次后4.43 Ah的標準電解質。 此外,具有2 wt% FPPN的NNFMO/HC軟包電池也能在-20到60°C的寬工作溫度下穩定運行。因此,該工作為合理調控Ah級軟包電池的CEI和SEI,解決界面化學和電化學性能之間的問題提供了有意義的指導。 圖2. 使用標準和FPPN電解質的軟包電池性能 Pentafluoro(phenoxy)cyclotriphosphazene Stabilizes Electrode/Electrolyte Interfaces for Sodium-Ion Pouch Cells of 145 Wh Kg?1, Advanced Materials 2024 DOI:?10.1002/adma.202312287 ? 原創文章,作者:wang,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/28/940be139bc/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 華理楊化桂/劉鵬飛/袁海洋EES: 碳包覆銅,疏水性核殼結構實現的選擇性甲烷電合成 2023年10月16日 物理所吳凡Nano Energy:解析硫化物固態電解質與富鎳層狀氧化物正極的兼容性 2023年10月10日 Angew.:次表面氧缺陷消除費米能級釘扎增強光電催化活性 2023年10月14日 電池頂刊集錦:超燃!最新8篇國內學者頂刊,廈大、北理工都是1天2篇! 2023年10月26日 薛燦Appl. Catal. B.: 具有內部np同質結的氮化碳聚合物用于高效光催化CO2還原與環己烯氧化 2023年10月13日 JACS:研究NiAu單原子合金催化乙醇脫氫的機理和電子學 2023年10月16日