Designing Advanced Electrolytes for High-Safety and Long-Lifetime Sodium-Ion Batteries via Anion–Cation Interaction Modulation

电解质 化学 阳极 离子 法拉第效率 溶剂 磷酸盐 阴极 磷酸三甲酯 化学工程 无机化学 电极 有机化学 物理化学 工程类
作者
Hui Chen,Kean Chen,Jingyu Yang,Biaolan Liu,Laibing Luo,Hui Li,Long Chen,Along Zhao,Xinmiao Liang,Jiwen Feng,Yongjin Fang,Yuliang Cao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (23): 15751-15760 被引量:137
标识
DOI:10.1021/jacs.4c01395
摘要

Safety hazards caused by flammable electrolytes have been major obstacles to the practical application of sodium-ion batteries (SIBs). The adoption of nonflammable all-phosphate electrolytes can effectively improve the safety of SIBs; however, traditional low-concentration phosphate electrolytes are not compatible with carbon-based anodes. Herein, we report an anion–cation interaction modulation strategy to design low-concentration phosphate electrolytes with superior physicochemical properties. Tris(2,2,2-trifluoroethyl) phosphate (TFEP) is introduced as a cosolvent to regulate the ion–solvent-coordinated (ISC) structure through enhancing the anion–cation interactions, forming the stable anion-induced ISC (AI-ISC) structure, even at a low salt concentration (1.22 M). Through spectroscopy analyses and theoretical calculations, we reveal the underlying mechanism responsible for the stabilization of these electrolytes. Impressively, both the hard carbon (HC) anode and Na 4 Fe 2.91 (PO 4 ) 2 (P 2 O 7 ) (NFPP) cathode work well with the developed electrolytes. The designed phosphate electrolyte enables Ah-level HC//NFPP pouch cells with an average Coulombic efficiency (CE) of over 99.9% and a capacity retention of 84.5% after 2000 cycles. In addition, the pouch cells can operate in a wide temperature range (−20 to 60 °C) and successfully pass rigorous safety testing. This work provides new insight into the design of the electrochemically compatibility electrolyte for high-safety and long-lifetime SIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
顺利毕业耶耶耶完成签到,获得积分10
2秒前
王人捷应助Lny采纳,获得19
2秒前
4秒前
尚桥发完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研大马发布了新的文献求助10
4秒前
大模型应助yyzhz采纳,获得30
5秒前
xh发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
SleepyRin完成签到 ,获得积分10
11秒前
无花果应助xh采纳,获得10
11秒前
BecksTse完成签到 ,获得积分10
11秒前
zhabgyyy完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
15秒前
dapan0622完成签到,获得积分10
16秒前
Lizhuo完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
不挑食的Marcophages完成签到,获得积分10
20秒前
wanan发布了新的文献求助10
20秒前
小昂完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
zimuki发布了新的文献求助10
24秒前
今后应助顺利的玫瑰采纳,获得10
24秒前
甜甜长颈鹿完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
善燚完成签到,获得积分10
26秒前
zhouyin2完成签到,获得积分20
27秒前
鲤鱼念珍完成签到 ,获得积分10
28秒前
30秒前
zimuki完成签到,获得积分20
35秒前
年轻的语雪完成签到 ,获得积分10
35秒前
情怀应助yxy采纳,获得10
36秒前
yjy123完成签到,获得积分10
36秒前
37秒前
wanci应助小卷卷采纳,获得10
37秒前
是不是小茗同学完成签到 ,获得积分20
38秒前
Xiuki应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Cognitive Psychology in a Changing World 600
On nonlinear stability of contact discontinuities. In: Hyperbolic problems: theory, numerics, applications (Stony Brook, NY, 1994) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7683190
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9247284
关于积分的说明 19945407
捐赠科研通 7256061
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3288459
关于科研通互助平台的介绍 2445823
邀请新用户注册赠送积分活动 2292356