美国PNNL开发元弱溶剂化电解质 高压钠离子电池稳定循环500次
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维度网讯,美国能源部太平洋西北国家实验室(PNNL)的研究人员近日开发出一种元弱溶剂化电解质,据称可使高压钠离子电池稳定运行。

该研究的第一作者An L. Phan向ESS News表示:“这种新型电解质代表了一种调节钠溶剂化结构的新策略,可以促进有利反应并抑制不利反应。这能够减少在实际条件下电池材料的不可逆损失和退化。” 与大多数传统电解质形成强溶剂化壳层不同,新电解质使钠离子与溶剂分子结合较弱,形成更可控的中间溶剂化结构,从而避免在电极界面产生易引发副反应和退化的过度稳定离子-溶剂壳层。

为了构建电池,科学家使用了电池级六氟磷酸钠和双(氟磺酰)亚胺钠盐,以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、磷酸三乙酯等溶剂,并将镍锰铁酸钠正极与硬碳负极配对组装成纽扣电池进行测试。在30°C条件下的测试显示,该电池在500次循环后仍能保持80%的容量,而基准设备只能维持100至300次循环。漏电流测试证明,采用元弱溶剂化电解质的电池实现了最佳的高压界面稳定性,并且电荷转移电阻更低,有利于更快的钠去溶剂化和界面传输。

An L. Phan强调:“这些特征有效增强了电池的电化学稳定性,并减轻了长时间循环过程中活性材料的退化。” 该电池设计已发表在《Nano Energy》期刊上,论文题为“高压钠离子电池的元弱溶剂化电解质”。

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