在金属电池中,以溶剂为基础的凝电解质具有快速的离子运输

科学领域:

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背景情况:

• 深度环氧电解质 (DEE) 为更安全的金属电池 (SMB) 提供不易燃性.
• 然而,DEE面临着泄漏和电极兼容性差的挑战,限制了性能.
• 先进的电解质对于开发高性能和安全的中小企业至关重要.

研究的目的:

• 为高性能中小企业开发一种新型的深度环氧凝电解质 (GE).
• 通过解决DEE的局限性来提高中小企业的安全性和电化学性能.
• 研究聚合物矩阵在离子传输和界面稳定性中的作用.

主要方法:

• 合成了一种新的DEE,使用二 (NaFSi) 和乙烯-2--3-乙氧烯酸盐 (ECE).
• 通过将交联的聚乙烯碳酸 (PVC) 纳入DEE中,制造出凝电解质 (GE).
• 评估了GE在Na₃V₂(PO₄)₃//Na细胞中的性能,分析了离子传输,界面稳定性和循环性能.

主要成果:

• 由于改变了Na+离子协调并促进了溶解,GE表现出0.7的高Na-离子转移数.
• 交联的PVC矩阵在电极上诱导了一个稳定的,富含氧的无机固体电解质间相 (SEI) 层.
• 使用GE的Na₃V₂(PO₄) ₃//Na电池显示出卓越的循环稳定性 (94.5%在1C下300个循环后保持) 和速率能力 (75.5mAhg^-1在2C).

结论:

• 开发的深度欧凝电解质克服了传统DEE对中小企业的局限性.
• PVC矩阵显著增强了离子传输和电极界面稳定性.
• 这种先进的GE证明了高性能和安全的金属电池的有希望的潜力.