近日,中国科学院青岛能源所崔光磊研究员带领的固态能源系统技术中心在常规的水系钠离子电解液中通过引入己二腈作为共溶剂成分,设计了一种新型的超高浓水系电解液(Na+与H2O摩尔比高达1:1),该电解液不仅具有较宽的电化学窗口(~2.75 V),而且还可以有效抑制SEI保护层和钒基氧化物正极材料在循环过程中的溶解现象,基于该电解液组装的NaTi2(PO4)3/Na3V2(PO4)3钠离子电池在5C倍率下充放电的平均库伦效率达到99.6%,并且循环1000圈后比容量保持率为71%。通过对该电解液溶剂化结构的探究发现,在这种超高浓电解液中几乎所有水分子均被束缚在钠离子的第一层溶剂化鞘中,活性比自由水分子大幅降低,这使得富含NaF的SEI成分和正极侧钒元素的溶出现象都得到了有效抑制,不但有效缓解了负极的析氢反应,还避免了正极活性物质的流失。
Hao Wang, Tingting Liu, Dr. Xiaofan Du, Jinzhi Wang, Yuanyuan Yang, Huayu Qiu, Guoli Lu, Hongliang Li, Dr. Zheng Chen, Dr. Jingwen Zhao, Prof. Guanglei Cui
该论文的第一作者是2020级硕士生王浩
Batteries&Supercaps
DOI: 10.1002/batt.202200246