抑制界面恶化和钠枝晶生长,对实现长寿命聚环氧乙烷(PEO)基全固态钠金属电池至关重要。
基于此,2025年3月18日,中国科学技术大学余彦等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Enabling Long-Life All-Solid-State Sodium Metal Batteries via in situ Construction of a Stable Solid Electrolyte Interphase》的研究论文。
本文通过理论计算,系统筛选出Sb₂S₃作为PEO基固态电解质(PSE)添加剂,并原位构建了富含Na₂S和Na₃Sb的稳定固体电解质界面(SEI)。
该SEI具有低还原反应活性、高离子导电性和强钠亲和力,能有效抑制界面副反应,加速离子传输,使Na⁺沉积更均匀。
此外,Sb₂S₃的加入显著提高了复合固态电解质膜(Sb₂S₃@PSE)的机械强度、离子迁移数和离子导电性,从而抑制钠枝晶形成。
因此,Sb₂S₃@PSE对称电池性能显著(在0.1 mA cm⁻²下可运行5200小时,是纯PSE的520倍),且Na₃V₂(PO₄)₃|Sb₂S₃@PSE|Na全电池在1000次循环后容量保持率高达91%。
本研究强调原位构建稳定SEI,为抑制界面退化、延长固态金属电池寿命提供了重要指导。
Enabling Long-Life All-Solid-State Sodium Metal Batteries via in situ Construction of a Stable Solid Electrolyte Interphase,Adv. Funct. Mater., 2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202419970
