非水系钠离子电池的电解质研究进展
发布时间：2020-12-27 04:02
钠离子电池具有钠资源丰富、成本低等优势,是一种很有前景的储能电池体系。目前,国内外研究者们已开发出多种可行的钠离子电池正负极材料。钠离子电池电解质作为正负极材料参与氧化还原反应的媒介,其氧化还原窗口、钠离子的迁移和扩散、钠离子的溶剂化结构、钠离子与阴离子或溶剂之间的耦合关联作用等性质,是决定电极材料界面性质的关键因素。因而,钠离子电池电解质对钠离子电池体系的热力学和动力学性质具有重要的影响,如电极材料的结构稳定性、固态电解质膜(SEI)的组成和结构、电池的倍率性能、循环稳定性和热稳定性等。本文总结了有关非水系钠离子电池电解质的研究进展,包括液体电解液和固态电解质等,讨论了不同类型电解质的物理化学性质及其在钠离子电池中的应用。当前,钠离子电池液态和固态电解质仍存在电导率低、电化学窗口窄、SEI膜稳定性较差等问题。开发新型、低成本、高性能的钠离子电池电解质对钠离子电池的商业化应用至关重要。
【文章来源】：储能科学与技术. 2020年05期
【文章页数】：17 页
【部分图文】：
近10年来钠离子电池领域不同方向的文章发稿量比例（数据统计来源：webofscience2020年02月数据更新）Fig.1Publicationdistributioninfieldofsodium-ionbatteriesinlasttenyears.(Note:publicationstatisticsdata
子电导率及良好的电极-电解质界面稳定性是目前主要的发展思路。2.2.1NASICON固态电解质钠超离子导体(NASICON)是研究者们认识较早的一类离子导体材料。早在1976年，Hong[76]和Goodenough等[77]就报道了NASICON结构的Na1+xZr2Si2xPxO12(0≤x≤3)，并研究了Na+在NASICON中的传输行为。NASICON具有三维框架结构，Na+通过在Na1和Na2位置间的迁移实现离子传输，但具体传输路径仍存在争议。最近，Nazar等[78]结合中子粉末衍射图7具有类冠醚腔和PEO支链的星形聚合物[72]Fig.7Schematicillustrationonstarpolymerwithpseudo-crownethercavitiesandPEOarms[72]1243
能的解决方案。此外，进一步降低钠离子电池液的成本对钠离子电池技术的实用化非常关键。与有机液态电解质相比，固态电解质具有显著的安全性的优势，也吸引了很多研究者的关注。目前一些文献报道的新型钠固体电解质的室温电导率也取得了巨大的突破，然而，钠离子固态电解质在实际过程中仍存在固态电解质分解，及电极材料与电解质界面兼容性差等问题，对于钠离子固态电池结构的设计也缺少深入的研究。总的来说，钠离子电池电解质的研究尚处于起步阶段，仍需要针对具体的电池体系开发出与正负极匹配的电解质体系，深入图11钠离子电池电解质Fig.11Sodiumionbatteryelectrolyte图10Na3OBH4的(a)晶体结构和(b)电导率[97]；(c)Na+迁移与阴离子簇旋转的耦合机理；(d)不同温度下[Na11Sn2]PSe12、[Na11Sn2]PS12和[Na11Sn2]SbS12的扩散系数[98]Fig.10(a)theframeworkand(b)ArrheniusplotoftheconductivityofNa3OBH4[97];(c)couplingmechanismofNa+migrationandanionclusterrotation；(d)thediffusivities[Na11Sn2]PSe12,[Na11Sn2]PS12and[Na11Sn2]SbS12atdifferenttemperatures[98]1247
【参考文献】：
期刊论文
[1]Failure analysis with a focus on thermal aspect towards developing safer Na-ion batteries[J]. 李钰琦,陆雅翔,陈立泉,胡勇胜. Chinese Physics B. 2020(04)
[2]Composite solid electrolyte of Na3PS4-PEO for all-solid-state SnS2/Na batteries with excellent interfacial compatibility between electrolyte and Na metal[J]. Xiaoyan Xu,Yuanyuan Li,Jun Cheng,Guangmei Hou,Xiangkun Nie,Qing Ai,Linna Dai,Jinkui Feng,Lijie Ci. Journal of Energy Chemistry. 2020(02)
本文编号：2941063
【文章来源】：储能科学与技术. 2020年05期
【文章页数】：17 页
【部分图文】：
近10年来钠离子电池领域不同方向的文章发稿量比例（数据统计来源：webofscience2020年02月数据更新）Fig.1Publicationdistributioninfieldofsodium-ionbatteriesinlasttenyears.(Note:publicationstatisticsdata
子电导率及良好的电极-电解质界面稳定性是目前主要的发展思路。2.2.1NASICON固态电解质钠超离子导体(NASICON)是研究者们认识较早的一类离子导体材料。早在1976年，Hong[76]和Goodenough等[77]就报道了NASICON结构的Na1+xZr2Si2xPxO12(0≤x≤3)，并研究了Na+在NASICON中的传输行为。NASICON具有三维框架结构，Na+通过在Na1和Na2位置间的迁移实现离子传输，但具体传输路径仍存在争议。最近，Nazar等[78]结合中子粉末衍射图7具有类冠醚腔和PEO支链的星形聚合物[72]Fig.7Schematicillustrationonstarpolymerwithpseudo-crownethercavitiesandPEOarms[72]1243
能的解决方案。此外，进一步降低钠离子电池液的成本对钠离子电池技术的实用化非常关键。与有机液态电解质相比，固态电解质具有显著的安全性的优势，也吸引了很多研究者的关注。目前一些文献报道的新型钠固体电解质的室温电导率也取得了巨大的突破，然而，钠离子固态电解质在实际过程中仍存在固态电解质分解，及电极材料与电解质界面兼容性差等问题，对于钠离子固态电池结构的设计也缺少深入的研究。总的来说，钠离子电池电解质的研究尚处于起步阶段，仍需要针对具体的电池体系开发出与正负极匹配的电解质体系，深入图11钠离子电池电解质Fig.11Sodiumionbatteryelectrolyte图10Na3OBH4的(a)晶体结构和(b)电导率[97]；(c)Na+迁移与阴离子簇旋转的耦合机理；(d)不同温度下[Na11Sn2]PSe12、[Na11Sn2]PS12和[Na11Sn2]SbS12的扩散系数[98]Fig.10(a)theframeworkand(b)ArrheniusplotoftheconductivityofNa3OBH4[97];(c)couplingmechanismofNa+migrationandanionclusterrotation；(d)thediffusivities[Na11Sn2]PSe12,[Na11Sn2]PS12and[Na11Sn2]SbS12atdifferenttemperatures[98]1247
【参考文献】：
期刊论文
[1]Failure analysis with a focus on thermal aspect towards developing safer Na-ion batteries[J]. 李钰琦,陆雅翔,陈立泉,胡勇胜. Chinese Physics B. 2020(04)
[2]Composite solid electrolyte of Na3PS4-PEO for all-solid-state SnS2/Na batteries with excellent interfacial compatibility between electrolyte and Na metal[J]. Xiaoyan Xu,Yuanyuan Li,Jun Cheng,Guangmei Hou,Xiangkun Nie,Qing Ai,Linna Dai,Jinkui Feng,Lijie Ci. Journal of Energy Chemistry. 2020(02)
本文编号：2941063
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2941063.html
教材专著
