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化学工程2025年第05期:电解液溶剂组成对钠离子电池性能的影响及其机制研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵丽丽;刘振兴;陈庆威;陈万桂;潘伟童;许建良;陈雪莉;王辅臣;

单位:华东理工大学资源与环境工程学院;华陆工程科技有限责任公司;

摘要:溶剂是钠离子电池电解液的重要组成部分,在电解液系统中质量分数达80%—85%,深入了解溶剂组成对提高钠离子电池电化学性能、循环寿命和安全性具有重要意义。以六氟磷酸钠(NaPF_6)为电解液溶质,揭示了EC(碳酸乙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、EMC(碳酸甲乙酯)等典型溶剂组成对钠离子电池性能的影响及其机制。实验结果表明:EC/DMC/EMC三元电解液体系在Na-HC(硬碳)半电池中的综合性能最优,其中EC/DMC/EMC(体积比1∶1∶1)在30 mA/g的电流密度条件下,其可逆比容量为304.2 mA·h/g,首周库仑效率88.85%;循环80圈后比容量达298.8 mA·h/g,容量保持率97.42%。EC/DMC/EMC(体积比1∶2∶2)电解液在高倍率5C充放电后,返回0.2C倍率时的比容量达到246.3 mA·h/g,相比之下二元电解液体系DMC/EMC(体积比1∶1)中仅为92.6 mA·h/g。CV、XPS和TEM表征显示,EC/DMC/EMC(体积比1∶2∶2)溶剂组成下形成了一层以NaF为主的均匀的SEI(固态电解质界面膜),使得该电池具有优越的电化学性能。

关键词:钠离子电池;;电解液;;溶剂组成;;电化学性能;;固态电解质界面膜