無負(fù)極鈉電池能量密度有望超過200Wh/kg 高于磷酸鐵鋰電池

近日，中國科學(xué)院物理研究所胡勇勝研究員、陸雅翔副研究員在NatureEnergy發(fā)表了無負(fù)極鈉電池領(lǐng)域的最新成果“Interfacial engineering to achieve an energy density of over 200Whkg^-1 insodiumbatteries”。

文章摘要介紹，鈉基電池在學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域引起了廣泛的興趣。然而，它們的能量密度仍然低于鋰基電池，金屬鈉的空氣穩(wěn)定性差（即使在干燥的室內(nèi)條件下）也非常不利于大規(guī)模生產(chǎn)鈉金屬電池（NMBs）。無負(fù)極鈉電池（AFNBs）可為上述問題提供解決方案，但在AFNB中會消耗活性Na，導(dǎo)致容量快速衰減。在重復(fù)沉積和剝離過程中，不均勻的沉積形態(tài)也會導(dǎo)致“死鈉”，導(dǎo)致庫侖效率（CE）低。

胡勇勝和陸雅翔在最新成果中報告了一種無負(fù)極鈉電池，其能量密度超過200Wh/kg，甚至高于商業(yè)化的磷酸鐵鋰電池/石墨電池。通過在電池中引入石墨化碳涂覆的鋁集流體和含硼物質(zhì)電解質(zhì)，均勻的成核和堅固的界面能夠?qū)崿F(xiàn)可逆和無裂紋的鈉沉積。受益于構(gòu)建的協(xié)同界面產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，鈉電池在不施加額外壓力的情況下的循環(huán)壽命達到了260次，這是零過量鈉的大尺寸電池的最長壽命。從這項工作中的鈉沉積/剝離行為和界面化學(xué)獲得的見解為進一步開發(fā)具有更高性能的鈉電池鋪平了道路。

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