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文 章 信 息
高效多羧酸鈉自犧牲添加劑實(shí)現(xiàn)高能量密度鈉離子電池
第一作者：楊正一
通訊作者：馮吳亮*，趙玉峰*
單位：上海大學(xué)，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
研 究 背 景
鈉離子電池因其資源豐富，出色的低溫性能在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域吸引了許多研究者的關(guān)注。但是，由于首圈循環(huán)過程中負(fù)極SEI的形成以及副反應(yīng)導(dǎo)致不可避免的活性鈉離子損失，使可逆容量下降，影響其能量密度與電池性能。通過合適的鈉補(bǔ)償策略可以有效補(bǔ)充可逆容量并且提升能量密度，改善電化學(xué)性能。目前有機(jī)類自犧牲補(bǔ)鈉添加劑往往面臨著分解電壓過高，利用率低的問題，并且對(duì)其分解機(jī)理以及產(chǎn)氣行為的研究不夠深入。目前，關(guān)于通過對(duì)分子結(jié)構(gòu)改性提升其鈉補(bǔ)償能力的研究還不夠充分，如何平衡分解電壓與理論比容量的關(guān)系還亟待解決。
文 章 簡(jiǎn) 介
近日，上海大學(xué)趙玉峰教授團(tuán)隊(duì)在Energy Storage Mater.期刊發(fā)表題為“High-Efficacy Multi-sodium carboxylate Self-Sacrificed Additives for High Energy Density Sodium-Ion Batteries”的研究工作。該工作通過在順丁烯二酸二鈉分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過打破雙鍵與引入羥基的方式，提升主鏈的分子云密度，降低羧酸基團(tuán)的C-C鍵解離能，從而降低補(bǔ)鈉添加劑的分解電壓，并且提升利用率。在本論文中，分別報(bào)道了琥珀酸鈉（SS，Na2C4O4H4）和蘋果酸鈉（SM，Na2C4O5H4）兩種多羧酸鈉自犧牲補(bǔ)鈉添加劑，通過DEMS對(duì)其產(chǎn)氣行為進(jìn)行了深入研究，并且提出了可能的分解機(jī)理；添加了10wt%琥珀酸鈉/蘋果酸鈉的全電池在可逆容量、倍率性能、循環(huán)性能以及能量密度上均有明顯的提升。本工作為多羧酸鈉添加劑的設(shè)計(jì)與性能改進(jìn)提出了新的認(rèn)識(shí)。
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https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103511