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20220307-Angew.

2022-03-08 22:41 作者:示儿2023  | 我要投稿

A high-voltage anode-free rechargeable sodium battery

本文主要通过将O3-NaCu1/9Ni2/9Fe1/3Mn1/3O2和Na3V2(PO4)2F 正极材料与Al膜组装成无负极钠离子电池,使用沸石分子筛(3.2 Å)改性的醚类电解液并达到高压工作窗口。

背景:

在钠离子电池中,由于钠的离子半径大于锂离子,所以石墨并不适用于钠电,而硬碳材料的成本高于石墨 (1.5倍)无负极设计可以提高60%的容量,降低40%的费用

脂类电解液高压稳定,但易与锂金属反应释放易燃气体,同时形成不均匀SEI膜而造成锂金属成绩不均匀(低CE);醚类电解液具有较高的CE,可以通过调节电解液浓度,使用MOF来减少溶剂化,扩大电压窗口。

实验目的:通过设计无负极钠电提高容量并优化电解液使其适合在高压下工作。

实验策略:通过使用3.2 Å沸石分子筛改性电解液,减少溶剂化。


电解液优化
电解液测试

实验结果:

钠金属含量为零,基于NNCFM正极材料的无负极的钠电池,仍具有369 W h kg-1的最高能量密度,首次实现了250个循环的超长寿命。

全电池测试及成本核算

A high-voltage anode-free rechargeable sodium battery, Ziyang Lu et. al, Angew. Chem. Int. Ed., e202200410 (2022).

https://doi.org/10.1002/ange.202200410

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