Refined Electrolyte and Interfacial Chemistry toward Realization of High-Energy Anode-Free Rechargeable Sodium Batteries

电解质 阳极 化学 阴极 法拉第效率 电化学 无机化学 电池(电) 氧化物 化学工程 电极 有机化学 物理化学 功率(物理) 工程类 物理 量子力学
作者
Yuying Zhang,Chaohui Zhang,Yu‐Jie Guo,Yu-Jie Guo,Min Fan,Yao Zhao,Hua Guo,Wenpeng Wang,Shuang‐Jie Tan,Ya‐Xia Yin,Fuyi Wang,Sen Xin,Yu‐Guo Guo,Yu‐Guo Guo,Li‐Jun Wan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (47): 25643-25652 被引量:127
标识
DOI:10.1021/jacs.3c07804
摘要

Anode-free rechargeable sodium batteries represent one of the ultimate choices for the ‘beyond-lithium’ electrochemical storage technology with high energy. Operated based on the sole use of active Na ions from the cathode, the anode-free battery is usually reported with quite a limited cycle life due to unstable electrolyte chemistry that hinders efficient Na plating/stripping at the anode and high-voltage operation of the layered oxide cathode. A rational design of the electrolyte toward improving its compatibility with the electrodes is key to realize the battery. Here, we show that by refining the volume ratio of two conventional linear ether solvents, a binary electrolyte forms a cation solvation structure that facilitates flat, dendrite-free, planar growth of Na metal on the anode current collector and that is adaptive to high-voltage Na (de)intercalation of P2-/O3-type layered oxide cathodes and oxidative decomposition of the Na2C2O4 supplement. Inorganic fluorides, such as NaF, show a major influence on the electroplating pattern of Na metal and effective passivation of plated metal at the anode–electrolyte interface. Anode-free batteries based on the refined electrolyte have demonstrated high coulombic efficiency, long cycle life, and the ability to claim a cell-level specific energy of >300 Wh/kg.
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
刚刚
xixi完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
Akim应助秋白采纳,获得30
1秒前
阿谭完成签到,获得积分20
1秒前
谢大喵发布了新的文献求助10
2秒前
仙人发布了新的文献求助30
2秒前
LIULIYUAN发布了新的文献求助50
2秒前
2秒前
无花果应助睡着的鱼采纳,获得10
2秒前
2秒前
俊逸半山完成签到,获得积分10
3秒前
lbw发布了新的文献求助20
3秒前
3秒前
桐桐应助zzz采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
yxf发布了新的文献求助10
5秒前
Xzit2545完成签到,获得积分10
5秒前
牛马发布了新的文献求助10
5秒前
imfangyu完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
zz完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
香蕉觅云应助Hotwin采纳,获得10
6秒前
heheSB发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
沉静的便当完成签到 ,获得积分10
7秒前
温柔曼青完成签到,获得积分10
7秒前
zhuhuaipu完成签到,获得积分10
7秒前
王帅松完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
祺乐发布了新的文献求助10
8秒前
嗝嗝发布了新的文献求助10
9秒前
夜夜发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Xzit2545发布了新的文献求助30
10秒前
高分求助中
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6786458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8508170
关于积分的说明 18120822
捐赠科研通 6093065
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3020411
邀请新用户注册赠送积分活动 1997242
关于科研通互助平台的介绍 1984344