丰田公司ACS Energy Lett.：全固态钠离子电池快充性能优于液基电池

由于钠离子在固相中的快速扩散，与传统的锂离子电池相比，全固态钠离子电池（AS³IBs）具有实现快速充电的潜力。不幸的是，AS³IBs经常受到接触面积差和活性材料与固态电解质之间不相容性的限制。

日本丰田汽车公司Keita Niitani等展示了使用硬碳负极和碳硼烷钠固态电解质Na(CB₉H₁₀)_0.7(CB₁₁H₁₂)_0.3的快充AS³IB。

图1 Na(CB₉H₁₀)_0.7(CB₁₁H₁₂)_0.3的表征和电化学性能

高度可变形的Na(CB₉H₁₀)_0.7(CB₁₁H₁₂)_0.3通过形成薄的氧化物界面实现了与硬碳的密切和稳定接触，这导致了硬碳负极（活性质量负载为5.8 mg cm^-2）较小的界面电阻（0.68 Ω cm² at 0.1 V vs Na⁺/Na）。该界面电阻远小于1 M NaPF₆-EC/DEC电解液中硬碳负极的测量值（67 Ω cm²，0.1 V vs Na⁺/Na）。

图2 电解质与硬碳负极的界面分析

因此，采用硬碳负极与Na_0.7Mn_0.5Ni_0.2Co_0.3O₂正极组装的固态电池表现出优异的快速充电能力，在大约5分钟内充电超过1 mAh cm^-2的面积容量。这些发现清楚地表明，当活性材料和固态电解质之间形成适当的界面时，AS³IBs具有作为快速充电电池的高潜力。

图3 全固态钠离子电池性能

Hard Carbon Anode with a Sodium Carborane Electrolyte for Fast-Charging All-Solid-State Sodium-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02307

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丰田公司ACS Energy Lett.：全固态钠离子电池快充性能优于液基电池

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