美国科学家研发用于高压钠离子电池的低溶剂电解质

2022-07-20 17:41

导读：美国科学家为钠离子电池开发了一种新的电解质设计，以改善其长期循环性能。这种低溶解度的电解质是为高压钠离子电池设计的，它在300次循环后能保持90％的容量。

美国能源部西北太平洋国家实验室（PNNL）的科学家已经开发出一种钠离子电池（NIB），据称可以克服此类存储系统的主要挑战——在反复循环充电和放电后保持电量的能力。

研究人员说，这个问题与固体电解质间相（SEI）的不稳定性严格相关，SEI在最初几个充电周期中在锂离子电池的阳极上生成，以防止电解质分解并保持循环能力。SEI层应该很好地粘附在电极材料上，表现出良好的电子绝缘性能，并且能够传导锂离子。

为了避免SEI的溶解，学者们用一种新的低极性的液体溶液取代了传统电解质中的高极性碳酸盐溶剂。它由碳酸二甲酯（DMC）和磷酸三（2，2，2－三氟乙基）酯（TFP）的混合溶剂中的双（氟磺酰）亚胺钠（NaFSI）盐组成。这种低溶解度的电解质（NaFSI／DMC：TFP）被设计为在4．2V高压钠离子电池中运行。

该电池在300次循环后能够保持90％的容量，并将SEI的溶解降到最低。

研究员Nick Hennen表示：“一旦技术确立，钠基电池将更加环保，而且成本更低。这项工作中开发的钠离子电池适合于太阳能存储，因为它比锂离子电池具有循环寿命长、成本低和材料丰富的优势，它还具有利用锂离子电池现有基础设施进行大规模生产的可行性。”

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