高電圧ナトリウム･イオン電池用低溶媒和電解質
Low-Solvation Electrolytes for High-Voltage Sodium-Ion Batteries
By Yan Jin, Phung M. L. Le, Peiyuan Gao, Yaobin Xu, Biwei Xiao, Mark H. Engelhard, Xia Cao, Thanh D. Vo, Jiangtao Hu, Lirong Zhong, Bethany E. Matthews, Ran Yi, Chongmin Wang, Xiaolin Li, Jun Liu & Ji-Guang Zhang
Nature Energy 2022;7:718-725 2022.06.16
要約
ナトリウム･イオン電池は次世代の蓄電システムとして世界的に注目されている。しかし、繰り返しのサイクル中に形成される固体電解質間相の深刻な不安定性は、ナトリウム･イオン電池の開発を妨げる。特に。高電圧カソードを備えたナトリウム･イオン電池の固体電解質間相溶解は、リチウム・イオン電池の場合よりも深刻であり、継続的な副反応、電解質の枯渇、不可逆的な容量損失を引き起こし、ナトリウム･イオン電池をリチウム・イオン電池よりも安定性を低下させる。本稿では、固体電解質間相溶解を抑制し、ナトリウム･イオン電池性能を向上させるための合理的な電解液設計について報告する。当社の電解質は、固体電解質間相成分の溶媒和能力を低下させ、不溶性の固体電解質間相成分の形成を促進し、固体電解質間相の溶解を最小限に抑える。硬質炭素アノード上の安定した固体電解質間相に加えて、NaNi0.68Mn0.22Co0.1O2(NaNMC)カソード上での安定な間相形成も示している。この電解質を備えた当社のHCllNaNMCフルセルは、4.2 Vまで充電した場合、300サイクル後に90％を超える容量保持率を示す。この研究は長いサイクル性能を備えた高電圧ナトリウム･イオン電池を可能にし、ナトリウム･イオン電池の電解質設計の指針となる原則を提供する。
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