河南大学AEM:电极-电解液界面调控助力实现具有出色循环稳定性的大容量凝胶态钠金属电池

凝胶态钠金属电池(NMBs)因其低成本、丰富的钠资源以及高能量密度等优点,被认为是大规模储能的有力候选。

然而,大容量钠金属电池的长期寿命和安全性受到不稳定电极-电解液界面的限制。

基于此,2025年3月20日,河南大学赵勇、石瑞娟等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Electrode-Electrolyte Interface Regulation Enables Large-Capacity Gel-State Na Metal Batteries with Appealing Cycling Stability》的研究论文。

在此,作者通过将机械性能优异的凝胶聚合物电解质(GPE)与钠负极上的人工NaBr/NaxSny层相结合,调节电极-电解液界面,从而使对称电池在0.5 mA cm⁻²的电流密度下实现了超过2500小时的长期循环寿命,并且在-20°C下以0.2 mA cm⁻²的电流密度实现了约4700小时的超长循环寿命。

基于Na₃V₂(PO₄)₃的约0.9 mAh cm⁻²的面积容量,SnBr₂-Na|GPE|Na₃V₂(PO₄)₃全电池在1100次循环后展现出96.6%的容量保持率。

这一结果归因于GPE的高离子电导率(3.7 mS cm⁻¹)以及钠表面稳定的无机NaBr/NaxSny层。

这项工作为开发高安全性、大容量的钠金属电池提供了新的见解。

Electrode-Electrolyte Interface Regulation Enables Large-Capacity Gel-State Na Metal Batteries with Appealing Cycling Stability,Adv. Energy Mater.,2025. https://doi.org/10.1002/aenm.202405917

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