北理AM：压电夹层助力准固态钠电池0℃运行

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北理AM：压电夹层助力准固态钠电池0℃运行
固态钠电池（SSNBs）前景广阔，但也存在几个主要问题，如固态电解质/电极界面的高界面电阻和钠金属枝晶的生长。
北理AM：压电夹层助力准固态钠电池0℃运行
图1. 压电夹层表征
北京理工大学金海波、赵永杰、王成志等提出了一种用于Na3Zr2Si2PO12(NZSP)固态电解质的压电夹层设计，以解决上述问题。研究显示，涂覆在NZSP上的两种典型压电薄膜（AlN和ZnO）作为夹层，可产生局部应力诱导场，从而缓解界面电荷聚集耦合应力集中并促进钠的均匀沉积。研究结果表明，具有匹配模量、高纳-粘附性和足够压电性的夹层（ZnO）可以提供一个有利的界面相。
北理AM：压电夹层助力准固态钠电池0℃运行
图2. 半电池性能
结果，ZnO涂层NZSP（ZnO-NZSP）实现了极低的界面电阻，30℃时为91 Ω cm2，0℃时为239 Ω cm2，均低于裸NZSP（0℃时为232 Ω cm2，0℃时为1604 Ω cm2）。此外，ZnO-NZSP还能在0℃和30℃下的沉积/剥离循环中分别实现85小时和 4900小时的无枝晶钠沉积。基于Na2MnFe(CN)6的全电池在30℃下循环1600次后容量为125 mAh g-1；在0℃下循环500次后容量为90 mAh g-1，容量保持率高达81%，进一步体现了其卓越的负极性能。
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图3. 全电池性能
Piezoelectric Interlayer Enabling a Rechargeable Quasi-Solid-State Sodium Battery at 0°C. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202309298

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