黄云辉/许恒辉/李真Small Methods: 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

钠（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NZSP与Na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。

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SnO_x/Sn薄膜来改善Na和NZSP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SnO_x/Sn薄膜，Na/NZSP的界面电阻从581 Ω cm²降低到3 Ω cm²。

图1. Na/NZSP/Na和Na/SnO_x/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0.3和0.5 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）和Na₃V₂(PO4)₃（NVP）正极结合时，全电池分别在0.2 C和1 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2. 循环后失效的Na/SnO_x/Sn-NZSP/Na电池界面的XPS光谱及SEM图像

Improving Na/Na₃Zr₂Si₂PO₁₂ Interface via SnO_x/Sn Film for High-Performance Solid-State Sodium Metal Batteries, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100339

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黄云辉/许恒辉/李真Small Methods: 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

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