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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(tài)電池性能提升

2024-08-02 16:22:15 sh默尼 11

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng),尤其是二次電池,對(duì)于可持續(xù)社會(huì)發(fā)展至關(guān)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(guān)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(tǒng)的有機(jī)電解質(zhì)與高壓正極材料的兼容性差,限制了其實(shí)際應(yīng)用,因此固態(tài)電解質(zhì)成為有前途的選擇,但仍存在固態(tài)-固態(tài)接觸問題。混合固態(tài)電解質(zhì)的方法可以改善接觸問題,但引入有機(jī)電解質(zhì)會(huì)降低安全性。離子液體作為一種次離子導(dǎo)體,具有可調(diào)的物化性質(zhì),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(wěn)定性,而[DEME]+離子被認(rèn)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(shí)際應(yīng)用。因此,增強(qiáng)鈉高壓二次電池的可行性成為亟待解決的問題。


有學(xué)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(jīng)過電化學(xué)測(cè)試,該離子液體表現(xiàn)出優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性,適合高壓電化學(xué)操作。同時(shí),將該離子液體作為界面層應(yīng)用于固態(tài)電解質(zhì)與正極之間,能夠增強(qiáng)固-固接觸并填補(bǔ)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(kuò)展的電化學(xué)窗口使混合固態(tài)電解質(zhì)與高壓正極材料(如NVPF)兼容,實(shí)現(xiàn)了可靠穩(wěn)定的鈉金屬電池操作,經(jīng)充放電和循環(huán)測(cè)試驗(yàn)證。這些研究結(jié)果不僅適用于BASE和NVPF,還為開發(fā)使用固態(tài)電解質(zhì)的高壓鈉金屬電池提供了一種通用策略。


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默尼化工科技(上海)有限公司

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