美國科學(xué)家研發(fā)用于高壓鈉離子電池的低溶劑電解質(zhì)

美國能源部西北太平洋國家實驗室（PNNL）的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種鈉離子電池（NIB），據(jù)稱可以克服此類存儲系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)——在反復(fù)循環(huán)充電和放電后保持電量的能力。

研究人員說，這個問題與固體電解質(zhì)間相（SEI）的不穩(wěn)定性嚴(yán)格相關(guān)，SEI在最初幾個充電周期中在鋰離子電池的陽極上生成，以防止電解質(zhì)分解并保持循環(huán)能力。SEI層應(yīng)該很好地粘附在電極材料上，表現(xiàn)出良好的電子絕緣性能，并且能夠傳導(dǎo)鋰離子。

為了避免SEI的溶解，學(xué)者們用一種新的低極性的液體溶液取代了傳統(tǒng)電解質(zhì)中的高極性碳酸鹽溶劑。它由碳酸二甲酯（DMC）和磷酸三（2，2，2－三氟乙基）酯（TFP）的混合溶劑中的雙（氟磺酰）亞胺鈉（NaFSI）鹽組成。這種低溶解度的電解質(zhì)（NaFSI／DMC：TFP）被設(shè)計為在4．2V高壓鈉離子電池中運行。

該電池在300次循環(huán)后能夠保持90％的容量，并將SEI的溶解降到最低。

研究員NickHennen表示：“一旦技術(shù)確立，鈉基電池將更加環(huán)保，而且成本更低。這項工作中開發(fā)的鈉離子電池適合于太陽能存儲，因為它比鋰離子電池具有循環(huán)壽命長、成本低和材料豐富的優(yōu)勢，它還具有利用鋰離子電池現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的可行性。”

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