《High-Rate Sodium Metal Batteries Enabled by Trifluoromethylfullerene Additive》(三氟甲基富勒烯添加剂用于高倍率钠金属电池)
钠金属因其具有理论容量高、成本低等优点,被认为是一种很有前途的钠电池负极材料。然而,在高电流/容量密度下,严重的钠枝晶生长和低库仑效率,严重限制了钠金属负极的应用。本工作通过合理的分子结构设计,合成了三氟甲基富勒烯C60(CF3)6添加剂。作为一种新型的含氟电解液添加剂,C60(CF3)6不仅增强了钠离子在电解液中的迁移能力,而且促进形成富含NaF的SEI层,诱导钠的均匀沉积。在2 mA cm−2/10 mAh cm−2条件下,含有C60(CF3)6的Na||Cu电池可循环超过180圈,平均库伦效率高达99.9%。同时,含有C60(CF3)6的Na||Na对称电池在10 mA cm−2下可稳定循环超过600圈,表现出优异的循环稳定性。此外,含有C60(CF3)6的Na||Na3V2(PO3)4@C全电池在20C(3 mA cm−2)下循环2000圈后容量保持率仍高达84%,具有较大的实际应用价值。这种以富勒烯衍生物为添加剂的思路不仅拓展了富勒烯材料的应用范围,而且为高倍率钠金属电池的开发提供了一种可行的方案。

文章链接:https://doi.org/10.1007/s12274-022-4349-8