近来,中国科学院大连化学物理研讨所研讨员李前锋、研讨员郑琼团队和燕山大学唐永福教授协作,在钠离子电池电解液及界面研讨方面获得新进展。团队根据阴阳离子穿插配位的电解液重构战略,开宣布高首效和储钠容量的钠离子电池,相关效果宣布在《德国应用化学》上。
钠离子电池中,电解液与正负极兼容性差,易呈现副反响、电池胀气严峻、界面膜不安稳等问题,导致全电池初次库伦功率低、倍率功能和安稳能力差,严峻时还会引发安全问题。因而,展开与正负极适配的电解液界面反响机制及界面电化学行为研讨,关于辅导开发高兼容电解液系统规划、进步钠离子电池的可靠性非常重要。
其间,电解液在正负极界面产生不可逆氧化复原副反响构成界面层是不可或缺的进程,但该反响也会引起电极体相中有用活性钠丢失,导致电池初次库伦功率和储钠容量偏低,以此来下降电池比能量。因而,在保证较高储钠动力学和循环安稳性的前提下,合理规划电解液组分,调控电解液溶剂化结构和界面吸附反响进程,削减电极体相中有用活性钠丢失,关于低成本、高比能钠离子电池开发及其实用化含义严重。
本研讨中,团队提出了一种根据软硬酸碱原理,以此完成阴阳离子穿插配位的电解液重构战略,在电解液中引进含两性阴阳离子的甲基三苯基溴化膦,并使用其与溶质六氟磷酸钠之间的阴阳离子穿插配位,完成了Na+溶剂化结构和界面吸附反响进程的同步调控。根据规划的上述电解液系统,其拼装的硬碳基扣式钠离子电池初次库伦功率由84.8%进步至96.6%,0.1 C下充放电的可逆储钠容量由278.7mAh/g提升至322mAh/g,?20°C下1C充放电500次后可逆储钠容量仍有234mAh/g,电池单位体积内的包括的能量由202.6Wh/kg提升至231.0Wh/kg。