LiTFSI はナトリウム金属電池にどのような違いをもたらすのでしょうか?
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編集者注：ナトリウム金属電池は、高エネルギー密度と低コストを兼ね備えたエネルギー貯蔵デバイスとして、大規模エネルギー貯蔵やモバイル電子機器にとって重要な役割を担っています。しかし、電解質とSEIの性能が、ナトリウム金属電池のサイクル寿命と充放電速度を制限しています。LiTFSIはナトリウム金属電池にどのような変化をもたらすのでしょうか？一例をご紹介します。Shuang Wanチームの特別研究に感謝します。
抽象的な
無機物が豊富で堅牢な固体電解質界面（SEI）の構築は、ナトリウム金属電池（SMB）の電気化学的性能を向上させるための重要なアプローチの1つです。しかし、SEI中の一般的な無機物の導電性の低さと分布は、Na+の拡散を妨げ、不均一なナトリウム析出を引き起こします。本研究では、自己犠牲型LiTFSIをナトリウム塩ベースの炭酸塩電解質に導入することで、均一に分散した高導電性無機物を持つ独自のSEIを構築します。LiTFSIとFEC間の還元的競合効果により、均一に分散した無機物を持つSEIの形成が促進されます。高導電性Li3Nと無機物は、Na+の高速イオン輸送ドメインと高流束核形成サイトを提供し、高速での急速なナトリウム析出を促進します。したがって、LiTFSIとFECから得られるSEIにより、Na‖Na3V‖(PO‖)3セルは、60℃の超高レートにおいて10,000サイクル後でも89.15%の容量維持率（87.62 mA hg-1）を示すことができます。一方、LiTFSIを含まないセルでは、8,000サイクル後でも容量維持率はわずか48.44%にとどまります。さらに、特殊なSEIを備えたNa‖Na3V‖(PO‖)3パウチセルは、10℃で2,000サイクル後でも92.05%という安定した容量維持率を示します。この独自のSEI設計は、SMBを極めて高レート条件下で動作させるための新たな戦略を示唆しています。
著作権 © 2023 アメリカ化学会
参照
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224