LiTFSI tạo nên sự khác biệt như thế nào trong pin natri-kim loại?
|
Ghi chú của biên tập viên: Pin natri-kim loại rất quan trọng đối với việc lưu trữ năng lượng quy mô lớn và các thiết bị điện tử di động như một thiết bị lưu trữ năng lượng với mật độ năng lượng cao và chi phí thấp. Tuy nhiên, hiệu suất của chất điện phân và SEI hạn chế tuổi thọ chu kỳ và tốc độ sạc/xả của pin natri-kim loại. LiTFSI tạo ra sự khác biệt như thế nào trong pin natri-kim loại? Sau đây là một ví dụ. Cảm ơn nghiên cứu đặc biệt của nhóm Shuang Wan.
Tóm tắt
Xây dựng một pha điện phân rắn (SEI) giàu vô cơ và mạnh mẽ là một trong những phương pháp tiếp cận quan trọng để cải thiện hiệu suất điện hóa của pin kim loại natri (SMB). Tuy nhiên, độ dẫn điện thấp và sự phân bố của các chất vô cơ phổ biến trong SEI làm nhiễu sự khuếch tán Na+ và gây ra sự lắng đọng natri không đồng đều. Ở đây, chúng tôi xây dựng một SEI độc đáo với các chất vô cơ có độ dẫn điện cao được phân tán đều bằng cách đưa LiTFSI tự hy sinh vào chất điện phân cacbonat gốc muối natri. Hiệu ứng cạnh tranh khử giữa LiTFSI và FEC tạo điều kiện cho sự hình thành SEI với các chất vô cơ được phân tán đều. Trong đó Li3N và các chất vô cơ có độ dẫn điện cao cung cấp các miền vận chuyển ion nhanh và các vị trí tạo hạt thông lượng cao cho Na+, do đó có lợi cho sự lắng đọng natri nhanh chóng ở tốc độ cao. Do đó, SEI có nguồn gốc từ LiTFSI và FEC cho phép pin Na∥Na3V2(PO4)3 thể hiện khả năng duy trì dung lượng 89,15% (87,62 mA hg–1) ở tốc độ cực cao là 60 C sau 10.000 chu kỳ, trong khi pin không có LiTFSI chỉ cung cấp khả năng duy trì dung lượng 48,44% ngay cả sau 8000 chu kỳ. Hơn nữa, pin túi Na∥Na3V2(PO4)3 với SEI đặc biệt thể hiện khả năng duy trì dung lượng ổn định là 92,05% ở 10 C sau 2000 chu kỳ. Thiết kế SEI độc đáo này làm sáng tỏ một chiến lược mới để thúc đẩy các SMB hoạt động trong điều kiện tốc độ cực cao.
Bản quyền © 2023 Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ
Thẩm quyền giải quyết
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224