金屬鈉/固態(tài)電解質(zhì)(尤其是氧化物基電解質(zhì))界面的不穩(wěn)定性和高電阻仍然是全固態(tài)鈉電池面臨的挑戰(zhàn)。北京理工大學Chengzhi Wang、中山大學Yejing Dai等人提出了一種晶界工程策略來穩(wěn)定Na/Na3Zr2Si2PO12界面,并提高界面處鈉離子轉(zhuǎn)移的能力。Na3Zr2Si2PO12晶界處的化學成分是通過添加燒結(jié)添加劑Na2B4O7來調(diào)節(jié)的,以促進在相對較低的溫度下致密化燒結(jié)并促進鈉離子跨晶界遷移。Na3Zr2Si2PO12-10wt% Na2B4O7在室溫下表現(xiàn)出1.72 mS cm-1的最佳電導率,相應(yīng)的對稱鈉電池在室溫和0.3 mA cm-2的電流密度下表現(xiàn)出超過2500小時的超穩(wěn)定鈉沉積/剝離循環(huán)。分析表明,電解液和金屬Na之間形成了動力學穩(wěn)定的界面,將界面電阻從 Na3Zr2Si2PO12的90 ohm cm2降低到Na3Zr2Si2PO12-10wt% Na2B4O7的36 ohm cm2。在逐步變化的溫度下的循環(huán)再次證實了Na/Na3Zr2Si2PO12-10wt% Na2B4O7界面的超穩(wěn)定性?;贜a/Na3Zr2Si2PO12-10wt% Na2B4O7的全固態(tài)電池表現(xiàn)出超過200次循環(huán)的優(yōu)異循環(huán)性能,且容量衰減有限。圖1 Na/NZSP-10NBO/Na對稱電池的電化學性能圖2 全固態(tài)鈉電池在室溫下的電化學性能Homogeneous Na+ transfer dynamic at Na/Na3Zr2Si2PO12 Interface for All Solid-State Sodium Metal Batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106293