Hur gör LiTFSI skillnad i natriummetallbatterier?
|
Redaktörens anmärkning: Natriummetallbatterier är viktiga för storskalig energilagring och mobila elektroniska enheter som energilagringsenheter med hög energitäthet och låg kostnad. Prestandan hos elektrolyt och SEI begränsar dock livslängden och laddnings-/urladdningshastigheten för natriummetallbatterier. Hur gör LiTFSI skillnad i natriummetallbatterier? Här är ett exempel. Tack vare en specialforskning från Shuang Wan-teamet.
Abstrakt
Att konstruera en oorganisk-rik och robust fast elektrolyt-gränssnittsfas (SEI) är en av de viktigaste metoderna för att förbättra den elektrokemiska prestandan hos natriummetallbatterier (SMB). Emellertid stör den låga konduktiviteten och distributionen av vanliga oorganiska ämnen i SEI Na+-diffusionen och inducerar ojämn natriumavsättning. Här konstruerar vi en unik SEI med jämnt spridda högkonduktiva oorganiska ämnen genom att introducera en självuppoffrande LiTFSI i natriumsaltbaskarbonatelektrolyten. Den reduktiva konkurrenseffekten mellan LiTFSI och FEC underlättar bildandet av SEI med jämnt spridda oorganiska ämnen. Där den högkonduktiva Li3N och de oorganiska ämnena tillhandahåller snabba jontransportdomäner och högflödeskärnbildningsställen för Na+, vilket bidrar till snabb natriumavsättning med hög hastighet. Därför möjliggör SEI härlett från LiTFSI och FEC att Na∥Na3V2(PO4)3-cellen uppvisar 89,15 % kapacitetsretention (87,62 mA hg–1) vid en ultrahög hastighet på 60 °C efter 10 000 cykler, medan cellen utan LiTFSI endast levererar 48,44 % kapacitetsretention även efter 8 000 cykler. Dessutom uppvisar Na∥Na3V2(PO4)3-påsecellen med den speciella SEI en stabil kapacitetsretention på 92,05 % vid 10 °C efter 2 000 cykler. Denna unika SEI-design belyser en ny strategi för att driva små och medelstora företag att arbeta under extrema förhållanden med höga hastigheter.
Upphovsrätt © 2023 Amerikanska kemiska sällskapet
Hänvisning
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224