通过SnOx/Sn薄膜改善负极/电解质界面用于高性能固态钠金属电池!

作者: 时间:2021-09-01 点击数:

(Na)金属电池因其资源丰富、成本低、能量密度高而备受关注。作为一种很有前景的固体电解质,Na3Zr2Si2PO12(NZSP)有望用于固态钠金属电池以解决电池安全问题。然而,由于NZSPNa金属之间的接触不良、界面电阻太大而无法获得实际固态电池 (SSB) 应用的适当性能。


图1 金属钠与 (a) NZSP和 (b) SnOx/Sn-NZSP在循环前后的界面示意图


在此,华中科技大学黄云辉教授、许恒辉教授、李真教授等人成功地引入了SnOx/Sn薄膜来改善NaNZSP之间的界面,从而提高SSB的电化学性能。


与裸露的Na/NZSP界面相比,引入该薄膜可以有效改善界面接触,促进均匀电流,并抑制钠枝晶的生长。受益于SnOx/Sn薄膜,Na/NZSP的界面电阻从581 Ω cm2降低到3 Ω cm2


图2 Na/NZSP/Na和Na/SnOx/Sn-NZSP/Na对称电池的电化学性能


改进的Na||Na对称电池在室温下以40 mV的过电位在0.1 mA cm-2下可以循环超过1500小时。即使在0.30.5 mA cm-2的电流密度下,电池的循环性能仍然出色。


当与NaTi2(PO4)3(NTP)Na3V2(PO4)3(NVP)正极结合时,全电池分别在0.2 C1 C下表现出良好的性能。这项工作为解决SSB的界面接触问题提供了一种有效的方法。


图3 循环后失效的Na/SnOx/Sn-NZSP/Na电池界面的XPS光谱及SEM图像


文章链接:Improving Na/Na3Zr2Si2PO12 Interface via SnOx/Sn Film for High-Performance Solid-State Sodium Metal Batteries. Small Methods





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