LiTFSI는 나트륨 금속 배터리에 어떤 차이를 만들어내는가?
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편집자 주: 나트륨 금속 배터리는 높은 에너지 밀도와 저렴한 비용을 갖춘 에너지 저장 장치로서 대규모 에너지 저장 및 모바일 전자 기기에 중요합니다. 그러나 전해질과 SEI의 성능은 나트륨 금속 배터리의 사이클 수명과 충방전 속도를 제한합니다. LiTFSI는 나트륨 금속 배터리에 어떤 영향을 미칠까요? 예를 들어 보겠습니다. 솽완 팀의 특별 연구 덕분에 가능합니다.
추상적인
무기물이 풍부하고 견고한 고체 전해질 계면(SEI)을 구축하는 것은 나트륨 금속 전지(SMB)의 전기화학적 성능을 향상시키는 중요한 접근법 중 하나입니다. 그러나 SEI 내의 낮은 전도도와 일반적인 무기물의 분포는 Na+ 확산을 방해하고 나트륨의 불균일한 증착을 유발합니다. 본 연구에서는 나트륨염 기반 탄산염 전해질에 자가희생 LiTFSI를 도입하여 높은 전도도의 무기물이 고르게 분산된 독특한 SEI를 구축했습니다. LiTFSI와 FEC 사이의 환원적 경쟁 효과는 무기물이 고르게 분산된 SEI 형성을 촉진합니다. 높은 전도도의 Li3N과 무기물은 Na+에 빠른 이온 전달 영역과 높은 플럭스 핵 생성 위치를 제공하여 고속으로 나트륨 증착을 촉진합니다. 따라서 LiTFSI와 FEC에서 유래한 SEI는 Na∥Na3V2(PO4)3 셀이 10,000 사이클 이후 60°C의 초고속 조건에서 89.15%의 용량 유지율(87.62 mA hg–1)을 보이는 반면, LiTFSI가 없는 셀은 8,000 사이클 이후에도 48.44%의 용량 유지율을 보입니다. 더욱이, 특수 SEI를 적용한 Na∥Na3V2(PO4)3 파우치 셀은 2,000 사이클 이후 10°C에서 92.05%의 안정적인 용량 유지율을 보입니다. 이 독특한 SEI 설계는 초고속 조건에서 소형 배터리(SMB)의 작동을 촉진하는 새로운 전략을 제시합니다.
저작권 © 2023 미국화학회
참조
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224