钠金属电池因为具有较高的单位体积内的包括的能量、丰厚的钠资源储藏与优异的本钱效益,在移动电子设备和智能电网等很多范畴有宽广的运用远景,被认为是完成高比能钠基电池的可行途径。但是,在高电压条件下,正极/电解液界面(CEI)上严峻的寄生反响与电解液的继续性分化往往会导致容量的快速衰减,从而导致电池难以安稳地作业。一起,当与具有高反响活性的钠金属调配时,传统电解液中易燃的有机溶剂使电池在过热、过充电等特别情况下存在严峻的安全危险危险。根据上述,开发具有优异才能阻燃特性,并能构成安稳高效的CEI的电解液,是完成钠金属电池大规模运用的关键技术。
针对以上问题,西安交通大学电气学院王鹏飞教授课题组规划了一种双阴离子配位的具有部分高浓度结构的磷酸酯类电解液,并在正极标明产生了薄而安稳的富含磷/硼的梯度CEI。电化学测验、界面表征和理论模仿计算结果共同标明,这种含有多种无机成分的电极/电解液中心相可以有显着效果地按捺电极界面上继续产生的副反响,并能经过多组分的协同效果增强钠离子的界面传输动力学,在确保优异的阻燃特性的前提下可以有用安稳电极。当运用该电解液时,以Na0.95Ni0.4Fe0.15Mn0.3Ti0.15O2为正极的钠金属电池在4.2 V电压下具有高达167.5 mA h g-1的放电比容量;在1 C的高倍率下循环800圈后,容量坚持率高达85.2%,具有超卓的长循环安稳性与高安全性。这项作业从溶剂化结构的视点为阻燃电解液的规划供给了新见地,有望促进高比能、长循环寿数、高安全性的钠金属电池的开展。
该研究作业得到国家自然科学基金、西安交通大学青年优秀人才方案、电工材料电气绝缘全国重点实验室、江苏聚烽新能源科技有限公司、中国科学技术协会、陕西省“高层次人才引入方案”以及西安交通大学思源学者等经费赞助。表征及测验作业得到西安交通大学剖析测验同享中心的支撑。