鈉離子電池的電解液目前主要包括醚類和酯類兩大類。醚類主要是六氟磷酸鈉溶解在二乙二醇二甲醚中,對于鈉金屬有著良好的相容性,但是高壓下容易分解,和高電壓正極匹配存在問題。酯類一般是高氯酸鈉或者六氟磷酸鈉溶解在EC、PC、DMC、DEC和EMC等多種混合溶劑中。這個體系基本是照搬借鑒鋰離子電池的電解液體系,對于鈉離子電池的正負極匹配度并不甚佳。但目前對于鈉離子電池電解液的系統(tǒng)性研究還比較少。
過去的研究表明,在鈉電解質(zhì)(碳酸丙烯酯中的高氯酸鈉(NaClO4))中發(fā)現(xiàn)的可溶性分解產(chǎn)物比鋰和鉀電解質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的更多;在碳酸乙烯和碳酸二乙酯混合的六氟磷酸鹽電解質(zhì)中,Na-SEI在碳質(zhì)陽極上的溶解速率高于Li-SEI。因此,過去的碳酸酯電解液體系在碳負極上形成的SEI是不穩(wěn)定的,會持續(xù)消耗電解液,導致低的庫倫效率和短的循環(huán)壽命。
以NaFSI為溶質(zhì),碳酸二甲酯DMC和磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯TFP構(gòu)建了新的電解液體系。其核心思想就在于降低溶質(zhì)和溶劑間的溶劑化相互作用來提高電解液穩(wěn)定性。
溶劑的極性直接關(guān)系到其對固體材料(如鹽或SEI層)的溶解能力。理想的溶劑應具有足夠高的極性來溶解鈉鹽,以確保電解質(zhì)的高離子導電性。然而,溶液的極性也要足夠低,以盡量減少其溶解在陽極表面形成的SEI層的能力。因此,應選擇具有適當?shù)臉O性的溶劑,并調(diào)控離子溶劑化結(jié)構(gòu),以減少游離溶劑的數(shù)量,并調(diào)整SEI層的主要成分讓其來自于鹽的分解,降低SEI在電解質(zhì)中的溶解度。這樣才能實現(xiàn)最好的電池性能。
CAS號:100669-96-3
稱:Na[(FSO2)2N]NaFSI;
中文名:雙(氟磺酰)亞胺鈉
中文別名:二雙氟璜酰亞胺鈉;雙(氟磺酰)亞胺鈉;雙(氟磺?;?亞胺鈉;二(氟磺酰基)亞胺鈉;雙氟磺酰亞胺鈉(NAFSI);亞氨基二硫酰氟鈉鹽(1:1)
CBNumber:CB33153122
分子式:F2NNaO4S2
分子量:203.1208764
MOLFile:100669-96-3.mo
雙(氟磺酰)亞胺鈉化學性質(zhì) 熔點: 109.0 to 114.0 °C 水溶解性: Soluble in water 形態(tài): powder to crystal 顏色: White to Almost white
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