研究动态

金属钠二次电池具有能量密度高,钠资源丰富以及成本低等优点,因而在电网储能和电动汽车等领域中具有潜在的应用前景。近来,由金属钠负极和液态有机电解液组成的室温金属钠电池得到了广泛的关注。然而,金属钠差的可加工性使得电极制造难度大,而且其高的化学活性易导致电极安全性差、库仑效率(CE)低和循环稳定性差等问题。当电池发热或环境温度升高时,金属钠与电解液之间的副反应变得更加严重,严重阻碍了金属钠二次电池的发展。


本工作以金属NaSn为原料,采用简单的冷压延工艺制备了Na15Sn4合金框架与金属Na均匀复合的Na15Sn4/Na复合箔材。质软且粘滞性强使得金属钠的成型和加工极具挑战,通过引入原位形成的Na15Sn4合金,Na15Sn4/Na复合箔材的力学性能和加工性得到显著提升。在Na15Sn4/Na复合材料中,三维连续结构的Na15Sn4不仅使载流子在电极表面及内部均匀分布和快速传输,避免了钠枝晶的生长;而且可以作为稳定的框架结构,缓解了体积变化的问题,从而保持了电极充放电循环过程中的结构完整性,抑制了固态电解质界面(SEI)的不断生长。实验结果表明,在较高操作温度(6090℃)下,与纯金属Na电极相比,制备的Na15Sn4/Na电极在对称电池和全电池中均表现出更加优异的电化学性能。

相关研究成果以“Enhanced processability and electrochemical cyclability of metallic sodium at elevated temperature using sodium alloy composite”为题发表在期刊Energy Storage Materials上。


发布时间:2021-04-09 浏览:字体大小[ ]