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侴术雷教授团队Angew.丨双功能FEC！高性能Na-DIBs！

来源：时间：2023-11-13 16:44:24 浏览：1947次

第一作者：Zhuo Yang

通讯作者：侴术雷教授、李林教授、赵庆特聘研究员

通讯单位：温州大学、南开大学

DOI: 10.1002/anie.202313142

研究背景

钠-双离子电池（Na-DIBs）因其较高的工作电压和低成本而受到越来越多的关注，但Na-DIBs的实际应用仍受到低容量、库仑效率差等问题的阻碍，其与电极与电解质的相容性高度相关，且研究较少。基于此，温州大学侴术雷教授和李林教授、南开大学赵庆特聘研究员等人在电解质中引入碳酸氟乙烯（FEC），调节Na-DIBs的阳离子/阴离子溶剂化结构和阴极/阳极-电解质间相的稳定性。此外，作者分别以Sb和石墨为负极和正极，研究了Na-DIB在含FEC添加剂的电解质中的电化学性能。对比无FEC电解质（PC溶剂中1 M NaPF₆盐），添加FEC添加剂（5 wt.%）促进了正极和负极上无机富NaF EEI的形成，并改变了PF₆^-阴离子的溶剂化行为。

文章要点

1、作者在电解质中引入碳酸氟乙烯（FEC），以调节Na-DIBs的阳离子/阴离子溶剂化结构和阴极/阳极-电解质间相的稳定性。FEC调节PF₆^-溶剂化鞘的环境，促进PF₆^-在石墨上的相互作用。此外，FEC优先分解引起的富NaF-间相有效地抑制了阳极与电解液的副反应和粉碎。在含氟化碳电解质中，Sb||石墨全电池获得了高的容量、循环稳定性和库仑效率。

2、制备的Sb||石墨全电池在50次循环后达到了58.5 mAh g^-1的高放电比容量，容量保留率为93.1%（而基线电解质分别为48.3 mAh g^-1和79.7%）。此外，在功率密度为157.78 W kg^-1时，电池的能量密度为194.95 Wh kg^-1（基于正极和负极的活性材料的质量）。本工作阐明了双功能FEC的潜在机制，并为构建高性能双离子电池提供了一种替代策略，促进了他们在未来可持续储能系统中的实际应用。

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