《Designing Low-Cost High-Conductivity and Nonflammable Phosphate Electrolytes towards High-energy Sodium-Ion Batteries》(设计低成本高离子电导率的非可燃磷酸酯电解液用于高能量密度钠离子电池)
可燃性电解液引发的安全隐患一直困扰着实用钠离子电池的发展。磷酸酯电解液因其优异的非可燃性能够降低该风险,但由于Na+和阴离子之间的相互作用难以控制,目前的设计很难在界面化学和高离子电导率之间取得平衡。在此,本研究通过评估溶剂的介电常数(DC)和结合能(Ea)对该作用的影响,揭示了一种通用性设计方法。结果表明,加入高DC和中等Ea的溶剂通过诱导形成富阴离子的溶剂化结构稳定负极界面,并实现高离子电导率。以碳酸丙烯酯为例将其作为调控溶剂掺入磷酸三乙酯体系中,获得了成本低且离子电导率高达6.22 mS cm-1的非可燃磷酸酯电解液。1.25 Ah的硬碳(HC)|NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2(NFM)软包电池可实现5C的高功率放电,并在2C倍率下循环700次后实现87.1%的容量保留率。此外,能量密度高达152.3 Wh kg-1的6.61 Ah HC|NFM软包电池在针刺过程中不发生体积膨胀。这项工作揭示了一种设计实用磷酸酯电解液的先进策略,为开发高性能钠离子电池铺平了道路.

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