2022-07-11 19:28
钠离子电池的循环寿命长，而且钠储量丰富，未来有望成为当前储能系统的替代方案。然而，由于固体电解液界面层（SEI）不稳定，钠基电池往往不如锂基电池稳定。SEI是电池充放电过程中在电极表面形成的钝化层。
以往研究表明，比起锂离子电池，在具有高压正极钠离子电池中，SEI的溶解速度更快。这会引起一系列副反应，使电解液快速耗尽，并发生不可逆转的容量损失，从而极大地影响钠离子电池的稳定性和性能。
据外媒报道，最近，太平洋西北国家实验室（PNNL）的研究人员开发了一种新的电解液，可以降低钠离子电池负极上SEI的溶解能力，同时还能形成稳定的保护层来保护正极。使用这种电解液，有助于开发既稳定又可靠的高压钠离子电池。
研究人员Ji-Guang Zhang表示：“这种新型电解液可以稳定高压（4.2V）钠离子电池中的负极，并延长电池的循环寿命。在高于4V的电压下使用现有电解液，往往会导致电池寿命缩短。这项研究的主要目标是，让钠离子电池在更高的电压下运行，并增加电池的能量密度。”
新电解液可以抑制负极保护层溶解。这种电解液由更加稳定的盐双氟磺酰亚胺钠（NaFSI）和介电常数较低的溶剂组成。使用传统电解液，会形成富含有机成分且易于溶解的保护层。与之不同的是，新电解液会形成富含无机成分的保护层，因此在循环和储存过程中更稳定。
研究人员在HC||NaNMC全电芯中测试了这种电解液，并取得了显著的效果。尤其是当充电到4.2 V时，电池可以在300次循环后保持90%以上的容量。这些发现表明，这种电解液有助于开发更稳定、性能更好的钠基储能解决方案。
Zhang表示：“这样可以成功降低负极保护层的溶解性，使高压钠离子电池能够长期运行。”在下一步研究中，研究人员计划进一步提高钠基电池的工作电压，并延长电池循环寿命。
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