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合工大項(xiàng)宏發(fā)EnSM: 基于乙酰胺添加劑的穩(wěn)定、超低濃度電解液，用于長循環(huán)高倍率鈉金屬電池

由于鈉資源儲量豐富且成本低廉，鈉金屬電池（SMBs）是一種很有前景的高能量密度儲能技術(shù)。最近，具有0.3 M NaPF₆的超低濃度電解液 (ULCE)因其低成本和高滲透性而引發(fā)關(guān)注。然而，SMBs在ULCE中的循環(huán)壽命和倍率性能受到鈉金屬負(fù)極的高反應(yīng)性的限制。

在此，合肥工業(yè)大學(xué)項(xiàng)宏發(fā)教授等人將N, O-雙（三甲基甲硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA）這種乙酰胺添加劑引入ULCE（0.3 M NaPF₆, EC/PC, 1:1 vol %）以穩(wěn)定電解液和Na||Na₃V₂(PO₄)₃ (NVP)電池。

圖1. 使用不同電解液循環(huán)40次后NVP正極的SEM圖像

理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種添加劑可以有效地捕獲電解液中的微量水，在很寬的溫度范圍內(nèi)提高基于NaPF₆的電解液的穩(wěn)定性，并在負(fù)極和正極的側(cè)面形成穩(wěn)定的CEI/SEI層。

由于鈉金屬負(fù)極和Na₃V₂(PO₄)₃ (NVP) 正極上的保護(hù)界面層，基于含2% BSTFA添加的ULCE的Na||NVP電池在2C條件下經(jīng)1955次循環(huán)后顯示出 92.63% 的高容量保持率，且在40 C時具有超過105 mAh g^-1的優(yōu)異倍率性能。

圖2. Na||NVP 電池在不同電解液中的電化學(xué)性能

An Acetamide Additive Stabilizing Ultra-low Concentration Electrolyte for Long-Cycling and High-Rate Sodium Metal Battery, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.047

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