固態電解質薄膜對電池鋰離子和鈉離子調節作用的研究

固態電解質薄膜對電池鋰離子和鈉離子調節作用的研究

自然界存在大量含有高效離子通道的薄膜（如細胞膜），但合成材料薄膜很少存在于離子通道。大部分制備離子選擇性薄膜的方法均基于聚合物或聚合物復合材料。研究表明，離子選擇性薄膜可以作為電池固態電解質薄膜（SEI），保護電池電極，提高電池電化學性能。

雖然SEI作為全固態電池電極的保護膜效果顯著，但對于液態電解液體系中電極性能影響的研究卻很少。研究了鋰離子電池SEI膜的制備，及鈉離子電池系統、固態電解質膜對液體電解液體系中硬碳電極的保護作用，并描述了鈉離子遷移過程。合成的SEI膜存在于離子通道，但在實際中其性能很難預測和控制。采用氟-碳酸乙烯酯（FEC）作為SEI膜的添加劑，通過電池測試和循環伏安法進行鋰離子和鈉離子電池電化學反應研究，研究鈉離子在SEI膜上的離子轉移動態過程。

研究結果表明：在相同測試條件下，在SEI膜中添加FEC，可提高其對鈉離子的選擇性、離子通過效率及電池循環穩定性，有助于提高硬碳電極的放電效率。同時，對電池充放電循環進行研究的結果表明，對采用含FEC添加劑的SEI膜進行硬碳電極的保護，在50次循環過程中，其試驗電池的界面阻抗幾乎沒有明顯變化，始終保持平穩，這說明SEI有助于提高電池的充放電性能及循環壽命。

刊名：Advanced Materials（英）

刊期：2017年第4期

作者：Fernando A.Soto

編譯：徐嘉浩

編譯日期：2017-07