デュアル伝導性高分子電解質と安定した界面エンジニアリングによる、室温／氷点下、長サイクル全固体ナトリウム電池

科学分野:

• 材料科学; 電気化学; エネルギー貯蔵

背景:

• 全固体ナトリウム電池（ASSSB）は、高いエネルギー密度と安全性を提供しますが、特に低温でのイオン伝導度の低さと界面不安定性の課題に直面しています。; ポリエチレンオキシド（PEO）は一般的な電解質ですが、実用的なASSSBアプリケーションには改善が必要です。

研究 の 目的:

• 高性能ASSSB用のデュアル戦略、液体フリー固体電解質を開発すること。; 室温および氷点下でのイオン伝導度と界面安定性を向上させること。; 広範な温度での動作のための電解質界面協調設計を確立すること。

主な方法:

• PEOに可塑剤としてスクシニトリルを用いたデュアル戦略固体電解質を設計しました。; ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸ナトリウムを使用して、ナトリウム金属アノード上にin situで安定した固体電解質界面（SEI）を形成しました。; イオン伝導度を評価するために、対称Na||Naおよび全Na3V2(PO4)3||Naセルを使用しました。

主要な成果:

• 新規電解質は、室温で2.75 × 10^-4 S cm^-1のイオン伝導度を達成しました。; Na@NaF||Na@NaF対称セルは、1,500時間以上の安定したサイクルを示しました。; 全セルは1,000サイクル後も容量の91.2%を維持し、-5℃で88.2 mAh g^-1を供給しました。

結論:

• 開発された電解質は、PEOの限界を効果的に解決し、高いイオン伝導度と安定した界面を可能にします。; 電解質-電解質および電解質-アノード界面の相乗効果は、高性能ASSSBに不可欠です。; この研究は、高性能、広範な温度でのASSSBの実行可能な経路を示しています。