高性能銨離子電池用乙酸銨電解液制備

摘 """""要：研究了采用3， 4， 9， 10-四甲酰二亞胺（PTCDI）模擬負極的乙酸銨電解質來實現高性能銨離子電池。本研究發現，由于高銨離子含量抑制了離子傳輸并阻礙了銨離子嵌入/脫出PTCDI電極，因此最高濃度的電解質并不具有最佳的電化學性能。研究給出了一個新的結果，即“鹽包水”電解質可能不是最佳的性能，并提供了合適的電解質應平衡離子傳輸的方法。

關 "鍵 "詞：銨離子；PTCDI；鹽包水；電解質；電化學性能

中圖分類號：TQ050.4+21 """""文獻標識志碼："A """""文章編號："1004-0935（2024）0×11-1653-05

近年來，隨著新能源的廣泛開發，非質子電解質電池逐漸暴露弊端。例如：成本高、使用有毒有機電解質、熱失控導致燃燒和爆炸風險等^[1-7]。因此，尋找新一代穩定、安全、低成本的電解液已成為首要任務^[8-11]。本研究將目光投向了非金屬離子，如質子，水合氫和銨等。與質子或水合氫相比，銨離子的腐蝕性更小，成本更低，且容量可與一價金屬載流子相當，甚至高于后者^[12-13]。在性能方面，其具有較高的倍率，循環穩定性較好，具有較小的腐蝕性，不易發生析氫等副反應，有廣闊的應用前景^[14]。

乙酸銨（NH₄Ac）作為一種有機化合物，它的溶解度非常高，還具有高沸點（140"℃）和低凝固點（-44.2"℃）的優勢，在寬溫度范圍內也可以表現出優異電化學性能^[15-16]。因此本研究選擇NH₄Ac作為電池的電解液進行深入研究。

現已有Song及其同事以Mn的氧化物做陰極，采用0.5 M乙酸銨作為電解質溶液，其最大可逆電容量為176 mAh·g^-1，并且在5 A·g^-1的電流下進行

10"000次循環后容量保持率達94.7%，展示了銨離子電池良好的可持續性^[17]。……