罗加严/刘山ACS Nano：为固态钠离子电池设计准液态合金界面

固态钠离子电池由于其高能量密度和高安全性而引起了极大的关注。然而，钠的枝晶生长和钠与电解质之间的差润湿性严重限制了其应用。

图1 固态电解质和Na金属负极的界面接触演示

华北理工大学刘山、上海交通大学罗加严等为固态钠离子电池（SSIBs）设计了一种稳定的、抑制枝晶的准液态合金界面（C@Na-K）。

由于可加工的C@Na-K具有良好的粘附性和流体特性，它可以与固态电解质保持紧密接触，并有效地抑制枝晶的生长。此外，液相合金界面的厚度会随着电池循环过程的放热而波动，这导致了更好的倍率性能。

图2 C@Na-K与Na₃Hf₂Si₂PO₁₂电解质之间界面的稳定性分析

结果在室温下，对称电池在0.1 mA/cm²的条件下可以稳定地循环3500小时以上，在40℃时，临界电流密度可以达到2.6 mA/cm²。

此外，具有准液态合金界面的全电池也表现出了优异的性能；即使在0.5C下经过300次循环后，容量保持率仍可以达到97.1%，平均库仑效率也可以达99.6%。这些结果证明了采用液态合金界面的高能SSIBs的可行性，这种稳定界面性能的创新方法可以作为开发下一代高能SSIBs的基础。

图3 C@Na-K界面的电化学特征

Designing a Quasi-Liquid Alloy Interface for Solid Na-Ion Battery. ACS Nano 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c00397

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