Nat. Commun： 智能凝胶聚合物电解质助力高安全性、长寿命钠离子电池研发

文章总结

钠离子电池的整体性能，尤其是在安全性和循环寿命方面，由于电极材料以及电极 / 电解质界面的严重退化，仍然未达到预期水平。在此，我们通过在传统的六氟磷酸钠 - 碳酸酯基电解质中，使含氰基乙基脲的甲基丙烯酸酯单体和基于异氰酸酯的甲基丙烯酸酯单体进行原位自由基聚合，从而为硬碳 ||NaNi₁/₃Fe₁/₃Mn₁/₃O₂电池开发出一种智能凝胶聚合物电解质。我们证明了这种智能凝胶聚合物电解质有助于形成坚固的电极 / 电解质界面层，从而提高了电极的热稳定性和化学电化学稳定性。当温度超过 120°C 时，原位形成的凝胶聚合物电解质会通过脲和异氰酸酯基团之间的亲核加成反应进一步交联。这种额外的交联作用会阻断离子传输并抑制串扰效应，从而提升了软包型硬碳 ||NaNi₁/₃Fe₁/₃Mn₁/₃O₂电池的安全性。此外，这种智能凝胶聚合物电解质使得硬碳 ||NaNi₁/₃Fe₁/₃Mn₁/₃O₂全电池即使在 50°C 的高温下也能实现更长的循环寿命。原位形成的智能凝胶聚合物电解质的设计理念，为开发高安全性、长寿命且可持续的钠离子电池提供了有价值的指导。

图文简介

原位形成的智能凝胶聚合物电解质的示意图

通过PCIE提高硬碳 || 镍铁锰酸钠（HC||NFM）钠离子电池（SIBs）的安全性

通过PCIE提高硬碳 || 镍铁锰酸钠（HC||NFM）钠离子电池（SIBs）的循环寿命

高温下在PCIE中循环后的镍铁锰酸钠（NFM）正极的表征

PCIE中循环后的硬碳（HC）负极的表征

论文信息

通讯作者： Gaojie Xu,   Huanrui Zhang, Tiantian Dong, Guanglei Cui  

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