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钠电池，作为锂基电池的一种替代产品，由于其在经济上可持续性方面的优势，尤其是考虑到钠矿物的丰富资源、广泛分布和低成本，被认为是下一代能量存储系统的重要候选者。
目前的电解质体系中，钠的低电位通常导致电解质盐和溶剂的不受控制的还原，形成不稳定的固体电解质界面。这种不稳定性导致钠枝晶的不受控制生长，进而导致电解质的持续消耗和钠库存的不可逆损失。
为了解决这些问题，科学家们致力于设计先进的电解质体系。其中一个策略是通过调整电解质的配方，使之形成稳定的电解质界面。为此，科学家引入一种高浓度电解质（HCE）的电解质体系，它采用高盐浓度形成的离子配对和离子聚集体，从而形成稳定的电解质界面。此外，为了降低电解质的粘度和提高离子导电性，科学家们还引入了局部高浓度电解质（LHCE）体系，通过添加非溶剂性液体稀释剂来实现。然而，现有的LHCE体系通常使用昂贵且易燃的氟醚作为稀释剂，这限制了钠电池的成本优势。
针对这一问题，德克萨斯大学奥斯汀分校德克萨斯材料研究所Arumugam Manthiram等人于Nature Energy刊发表“Tuning the solvation structure with salts for stable sodium-metal batteries”的研究成果，他们提出了一种新颖的电解质设计方法，即利用盐作为稀释剂来降低昂贵的稀释剂和盐的用量。通过使用硝酸钠作为模型稀释剂，提出了一种非易燃、经济实惠的TMP电解质体系，其中NaFSI，双（氟磺酰）亚胺钠,双氟磺酰亚胺钠和NaNO3的低浓度显着降低了LHCE所需的盐量，降低了电解质的成本。这种TMP电解质体系能够形成紧凑、均匀的盐衍生的电极-电解质界面层，显着提高了钠金属电池的稳定性。
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发表于 2024-8-1 13:50:21
