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文章信息
硬碳和磷基鈉離子電池電解質(zhì)的最新進(jìn)展和優(yōu)化策略
第一作者：申利影、史姍姍
通訊作者：趙玉峰
單位：上海大學(xué)
研究?jī)?nèi)容
電解質(zhì)體系嚴(yán)重影響著鈉離子電池電極材料的電化學(xué)性能，尤其是硬碳和磷基鈉離子負(fù)極材料，目前被認(rèn)為是非常有吸引力的鈉離子電池負(fù)極材料，但硬碳作為鈉離子電池電極材料具有較低的首次庫(kù)倫效率，嚴(yán)重影響了硬碳在鈉離子電池中的廣泛應(yīng)用。而磷基材料在充放電的過程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的體積膨脹導(dǎo)致材料的粉化，極大的降低了磷基材料的循環(huán)壽命和電化學(xué)穩(wěn)定性。而對(duì)電解液體系的優(yōu)化不僅可以有效提高硬碳的首次庫(kù)倫效率，而且還可以緩解磷基材料的大體積膨脹而導(dǎo)致的電極材料的粉化現(xiàn)象。
基于這些不足，上海大學(xué)趙玉峰教授綜述了硬碳和磷基鈉離子電池電解質(zhì)的最新研究進(jìn)展和優(yōu)化策略，深入分析了鈉離子電池電解液體系中的鈉鹽、溶劑以及添加劑對(duì)分別硬碳和磷基電極材料的電化學(xué)性能影響，并給出了相應(yīng)的優(yōu)化策略。
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)一：本文從鈉離子電解液體系的組成，介紹了鈉離子電池中常用的鈉鹽、溶劑以及添加劑，并給出了不同溶劑和添加劑的一些基本物理和化學(xué)性質(zhì)。
要點(diǎn)二：作者深入分析了硬碳在鈉離子電池中的嵌鈉/脫鈉機(jī)理，同時(shí)也總結(jié)了近年來硬碳作為鈉離子負(fù)極材料中大部分文獻(xiàn)電解液使用，通過對(duì)硬碳負(fù)極材料的電化學(xué)性能以及TEM等分析，詳細(xì)的探討了鈉鹽、溶劑的選擇對(duì)硬碳材料的影響，以及不同的添加劑對(duì)硬碳SEI膜形成的作用。
要點(diǎn)三：對(duì)于磷基材料，作者分別根據(jù)紅磷、黑鱗和金屬磷化物的不同物化學(xué)性質(zhì)以及電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，通過原位TEM、非原位XRD、非原位XPS以及非原位小/廣角X射線散射等相關(guān)表征手段，詳細(xì)分析了磷基鈉離子電池負(fù)極材料形成的SEI膜的有效成分的形成以及導(dǎo)致SEI膜在充放電過程中破裂的原因。最后也分別對(duì)硬碳、紅磷、黑鱗和金屬磷化物中電解液體系給出了合理優(yōu)化策略。
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Recent Advances and Optimization Strategies on the Electrolytes for Hard Carbon and P-Based Sodium-Ion Batteries
https://doi.org/10.1002/adfm.202006066