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全新[DEME][PF6]離子液體合成方法助力高壓混合鈉固態電池性能提升

2024-08-02 16:22:15 sh默尼 12

電化學儲能系統,尤其是二次電池,對于可持續社會發展至關重要。鈉二次電池由于鈉資源成本低且豐富,引起了廣泛的關注。然而,鈉二次電池的能量密度較低,需要使用高壓正極材料以提高電池性能。傳統的有機電解質與高壓正極材料的兼容性差,限制了其實際應用,因此固態電解質成為有前途的選擇,但仍存在固態-固態接觸問題。混合固態電解質的方法可以改善接觸問題,但引入有機電解質會降低安全性。離子液體作為一種次離子導體,具有可調的物化性質,并且與多種電極材料兼容。其中,[PF6]-基離子液體具有較高的氧化穩定性,而[DEME]+離子被認為是有潛力的陽離子候選材料。然而,[DEME][PF6]的粘度限制了其實際應用。因此,增強鈉高壓二次電池的可行性成為亟待解決的問題。


有學者利用氟氫化物離子液體制備了高純度的[DEME][PF6]離子液體,并成功制備了Na[PF6]-[DEME][PF6]離子液體。經過電化學測試,該離子液體表現出優異的氧化穩定性,適合高壓電化學操作。同時,將該離子液體作為界面層應用于固態電解質與正極之間,能夠增強固-固接觸并填補界面的空隙。離子液體在此過程中具有多重功能,提高了BASE的氧化極限,并提供了鈉離子傳輸通路,減少了BASE與正極間的界面電阻。擴展的電化學窗口使混合固態電解質與高壓正極材料(如NVPF)兼容,實現了可靠穩定的鈉金屬電池操作,經充放電和循環測試驗證。這些研究結果不僅適用于BASE和NVPF,還為開發使用固態電解質的高壓鈉金屬電池提供了一種通用策略。


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