吴兴隆/郭晋芝EEM:超1000次循环,溶剂再分配策略获得长寿命钠电池!

吴兴隆/郭晋芝EEM:超1000次循环,溶剂再分配策略获得长寿命钠电池!
具有特定溶剂化结构的高浓度电解液可以使电极钝化以延长电池的循环寿命,但代价是成本增加,这限制了商业化的广泛应用。常规浓度(1M)的电解液具有合适的性能(粘度、离子导电率等),成本有保证,但在长循环中总是会发生不希望发生的反应,导致电池失效。
东北师范大学吴兴隆、郭晋芝等通过溶剂的重新分配和电化学诱导,构建了双向富氟电极/电解质界面(EEI),以经济有效的方式促进长期循环的稳定性。
吴兴隆/郭晋芝EEM:超1000次循环,溶剂再分配策略获得长寿命钠电池!
图1 电解液设计及对称电池性能
具体而言,这项工作通过在含有碳酸丙烯酯(PC)的普通碳酸酯电解液中重新分配溶剂,建立了由竞争性FEC诱导的双向富氟EEI。由FEC引入的氟化环境有效地还原并产生NaF以钝化Na负极,同时调节有机成分加上电流冲击使正极电解质界面(CEI)紧密地附着在NVPOF电极上。在电化学预处理下,EEI的生成自发地动态变化。富含氟化物的EEI的空间限制将作为离子传导的过渡层,有利于电池的循环。
吴兴隆/郭晋芝EEM:超1000次循环,溶剂再分配策略获得长寿命钠电池!
图2 全电池性能
源自氟化效应的EEI工程(1 M NaClO4-PC+10%FEC)在全电池中得到了充分的利用。受益于充足的Na+传输能力,F-NVPOF||F-CC全电池的电化学长循环性能显著增强(1C下每循环容量衰减率低至0.01%)。因此,这项工作的界面工程策略与氟化EEI相结合,有望成为解决SIBs及以后电池失效的一个有前景的解决方案。
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图3 CEI分析
Constructing Bidirectional Fluorine-Rich Electrode/Electrolyte Interphase via Solvents Redistribution Towards Long-Term Sodium Battery. Energy & Environmental Materials 2022. DOI:10.1002/eem2.12474

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