近年来,钠离子电池因其丰厚的资源储量、抱负的本钱效益和与锂离子电池类似的电化学储能机制被广泛研讨。但是,当电池处于低温度的环境下作业时,缓慢的电化学反响动力学会导致严峻容量丢失、寿数衰减、充放电才能受限甚至会呈现安全问题。规划低凝固点的新式电解液,构建均匀、安稳且能确保Na快速传输的电极/电解液界面,是完成钠离子电池在低温下高性能安稳运转的有效途径。
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低浓度的醚类电解液,按捺了低温下的盐析呈现象,并在低温下形成了有机成分主导的安稳的整体式电极/电解液界面,促进了Na+在低温度的环境下的快速传输。电化学测验与分子动力学模仿的成果一起标明,该电解液的在低温下展现出优异的动力学特性,大大降低了低温下晦气的极化和明显增大的电化学阻抗。Na0.7Li0.03Mg0.03Ni0.27Mn0.6Ti0.07O正极和硬碳负极在﹣30℃的低温度的环境下别离展现出92.5%和93.1%的高容量坚持率,一起具有超卓的长循环安稳性。这项作业体系性地研讨了低温度的环境下电解液与界面的改变,对极点环境电解液的规划与电极/电解液界面的研讨供给了重要参阅。
该研讨成果以《整体式电极/电解液界面促进低温下钠离子的快速传输》(Monolithic Interphase Enables Fast Kinetics for High-Performance Sodium-Ion Batteries at Subzero Temperature)为题,宣布在世界顶尖学术期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。西安交通大学博士生冯意虎为本文榜首作者,西安交通大学王鹏飞教授、武汉理工大学尤雅教授、华中科技大学吉晓研讨员和浙江大学陆俊教授为本文一起通讯作者。论文榜首单位为西安交通大学电工资料电气绝缘全国重点实验室新式储能与能量转化纳米资料研讨中心。
该研讨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、电工资料电气绝缘全国重点实验室、陕西省“高层次人才引入方案”、江苏聚烽新能源科技有限公司、西安交通大学思源学者、中心高校基础研讨经费等赞助。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。