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黃云輝/許恒輝/李真Small Methods: 通過(guò)SnOx/Sn薄膜改善負(fù)極/電解質(zhì)界面用于高性能固態(tài)鈉金屬電池

鈉（Na）金屬電池因其資源豐富、成本低、能量密度高而備受關(guān)注。作為一種很有前景的固體電解質(zhì)，Na₃Zr₂Si₂PO₁₂（NZSP）有望用于固態(tài)鈉金屬電池以解決電池安全問(wèn)題。然而，由于NZSP與Na金屬之間的接觸不良、界面電阻太大而無(wú)法獲得實(shí)際固態(tài)電池 (SSB) 應(yīng)用的適當(dāng)性能。

在此，華中科技大學(xué)黃云輝教授、許恒輝教授、李真教授等人成功地引入了SnO_x/Sn薄膜來(lái)改善Na和NZSP之間的界面，從而提高SSB的電化學(xué)性能。

與裸露的Na/NZSP界面相比，引入該薄膜可以有效改善界面接觸，促進(jìn)均勻電流，并抑制鈉枝晶的生長(zhǎng)。受益于SnO_x/Sn薄膜，Na/NZSP的界面電阻從581 Ω cm²降低到3 Ω cm²。

圖1. Na/NZSP/Na和Na/SnO_x/Sn-NZSP/Na對(duì)稱電池的電化學(xué)性能

改進(jìn)的Na||Na對(duì)稱電池在室溫下以40 mV的過(guò)電位在0.1 mA cm^-2下可以循環(huán)超過(guò)1500小時(shí)。即使在0.3和0.5 mA cm^-2的電流密度下，電池的循環(huán)性能仍然出色。

當(dāng)與NaTi₂(PO4)₃（NTP）和Na₃V₂(PO4)₃（NVP）正極結(jié)合時(shí)，全電池分別在0.2 C和1 C下表現(xiàn)出良好的性能。這項(xiàng)工作為解決SSB的界面接觸問(wèn)題提供了一種有效的方法。

圖2. 循環(huán)后失效的Na/SnO_x/Sn-NZSP/Na電池界面的XPS光譜及SEM圖像

Improving Na/Na₃Zr₂Si₂PO₁₂ Interface via SnO_x/Sn Film for High-Performance Solid-State Sodium Metal Batteries, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100339

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/11/01/611e5d80f6/

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