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鋰電大牛Jean-Marie Tarascon最新AEM: 光學傳感破譯界面反應，以優(yōu)化鈉離子電池電解液配方

中間相、固體電解質中間相 (SEI) 和正極電解質中間相 (CEI) 是決定電池壽命和性能的關鍵影響因素。對于處于開發(fā)階段的鈉離子電池等技術，調整界面化學至關重要，否則會因實現(xiàn)實際應用的性能指標不佳而受到影響。

在此，法蘭西公學院（Collège de France）Jean-Marie Tarascon以及Sathiya Mariyappan等人采用光學傳感方法通過放熱間接跟蹤電極-電解液界面發(fā)生的化學反應以及電解液添加劑的反應性。通過將從不同界面反應產生的熱量與對NVPF/HC鈉離子全電池和NVPF/NVPF、HC/HC鈉離子對稱電池的平行電化學分析相結合，成功分析了不同電解液添加劑在SEI/CEI形成過程中的作用及其協(xié)同作用。

圖1. 使用對照電解液對NVPF/HC電池的傳感研究

基于以上觀察，作者提出了一種電解液配方：以含有1 M NaPF₆的有機碳酸酯（EC/碳酸亞丙酯（PC）/碳酸二甲酯（DMC））作為母電解液，并含有4種添加劑，即草酸（二氟）硼酸鈉（NaODFB），碳酸亞乙烯酯 (VC)、丁二腈 (SN)和亞磷酸三甲基甲硅烷基酯 (TMSPi)。

該配方在0-55°C下表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)性能，并且自放電非常低，并且由于減少了循環(huán)過程中的放氣而提高了安全性。此外，作者證明了在NVPF/HC圓柱形18650電池使用該配方的可行性，在 55°C下表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)性能，放氣更少。

圖2. 使用該電解液配方的紐扣電池和圓柱形電池的電化學性能

Deciphering Interfacial Reactions via Optical Sensing to Tune the Interphase Chemistry for Optimized Na-Ion Electrolyte Formulation, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101490

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