每日头条!PNNL开发新型电解质 提高高压钠离子电池的稳定性

来源:盖世汽车时间:2022-07-12 05:45:58


(资料图片仅供参考)

钠离子电池的循环寿命长,而且钠储量丰富,未来有望成为当前储能系统的替代方案。然而,由于固体电解液界面层(SEI)不稳定,钠基电池往往不如锂基电池稳定。SEI是电池充放电过程中在电极表面形成的钝化层。

(图片来源:PNNL)

以往研究表明,比起锂离子电池,在具有高压正极钠离子电池中,SEI的溶解速度更快。这会引起一系列副反应,使电解液快速耗尽,并发生不可逆转的容量损失,从而极大地影响钠离子电池的稳定性和性能。

据外媒报道,最近,太平洋西北国家实验室(PNNL)的研究人员开发了一种新的电解液,可以降低钠离子电池负极上SEI的溶解能力,同时还能形成稳定的保护层来保护正极。使用这种电解液,有助于开发既稳定又可靠的高压钠离子电池。

研究人员Ji-Guang Zhang表示:“这种新型电解液可以稳定高压(4.2V)钠离子电池中的负极,并延长电池的循环寿命。在高于4V的电压下使用现有电解液,往往会导致电池寿命缩短。这项研究的主要目标是,让钠离子电池在更高的电压下运行,并增加电池的能量密度。”

新电解液可以抑制负极保护层溶解。这种电解液由更加稳定的盐双氟磺酰亚胺钠(NaFSI)和介电常数较低的溶剂组成。使用传统电解液,会形成富含有机成分且易于溶解的保护层。与之不同的是,新电解液会形成富含无机成分的保护层,因此在循环和储存过程中更稳定。

研究人员在HC||NaNMC全电芯中测试了这种电解液,并取得了显著的效果。尤其是当充电到4.2 V时,电池可以在300次循环后保持90%以上的容量。这些发现表明,这种电解液有助于开发更稳定、性能更好的钠基储能解决方案。

Zhang表示:“这样可以成功降低负极保护层的溶解性,使高压钠离子电池能够长期运行。”在下一步研究中,研究人员计划进一步提高钠基电池的工作电压,并延长电池循环寿命。

关键词: 钠离子电池 固体电解液界面层 太平洋西北国家实验室

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