周震/唐宾AFM：SnF2诱导复合导电层，助力低阻抗固态钠电池

固态钠电池已经获得了相当大的兴趣。然而，它们的电化学性能受到钠金属和无机固态电解质之间严重的界面阻力以及电解质内钠枝晶生长的阻碍。

图1 材料制备及表征

南开大学周震、郑州大学唐宾等首次在无机固态电解质Na_3.2Zr_1.9Ca_0.1Si₂PO₁₂（NCZSP）的表面上引入一层均匀而紧密的SnF₂薄膜，以通过有效而直接的过程改善接触。

具体而言，作者利用简单的溶液滴注技术，通过SnF₂和Na金属在Ca掺杂的NASICON固态电解质表面的原位转化和合金化反应，创造了一个均匀和理想的复合导电层，其由Na_xSn合金和NaF组成。实验和计算验证了SnF₂作为固态钠电池有效界面改性层的可行性，这种界面层增强了钠金属在NCZSP上的润湿性，促进了快速的电荷转移动力学，并确保了局部电流密度的均匀分布。

图2 半电池性能

因此，Na/NCZSP的界面电阻从813显著下降到5 Ω cm²，临界电流密度急剧增加到1.8 mA cm^-2，而裸NCZSP仅为0.2 mA cm^-2。

对称电池能够在30℃下以0.2 mA cm^-2可稳定地循环1300小时，并表现出0.3和0.5 mA cm^-2的出色电流耐受性。此外，Na₃V₂(PO₄)₃/SnF₂-NCZSP/Na全电池显示出优异的倍率性能和循环稳定性。事实证明，SnF₂诱导的夹层在改善界面接触和抑制钠枝晶的生长方面具有重要意义，从而促进了固态钠电池的发展。

图3 全电池性能

SnF2-Induced Highly Current-Tolerant Solid Electrolytes for Solid-State Sodium Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202306558

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/09/25/917f61d533/

周震/唐宾AFM：SnF2诱导复合导电层，助力低阻抗固态钠电池

相关推荐