Tailoring Pure Inorganic Electrolyte for Aqueous Sodium‐Ion Batteries Operating at −60 °C

电解质 电化学 冰点 离子电导率 水溶液 离子键合 化学工程 材料科学 储能 无机化学 离子 电导率 化学 电极 有机化学 热力学 功率(物理) 物理化学 工程类 物理
作者
Kunjie Zhu,Zhiqin Sun,Ting Jin,Xuchun Chen,Yuchang Si,Haixia Li,Lifang Jiao
出处
期刊:Batteries & supercaps [Wiley]
卷期号:5 (12) 被引量:18
标识
DOI:10.1002/batt.202200308
摘要

Abstract Aqueous sodium‐ion batteries (ASIBs) have attracted increasing attention for next‐generation energy storage technologies due to their abundant resources and environmentally‐safe, while their application scenarios are severely limited by the high freezing point of conventional aqueous electrolytes. To overcome the aforementioned issues of ASIBs, a novel hybrid 3.5 m Mg(ClO 4 ) 2 +0.5 m NaClO 4 electrolyte (m: mol kg −1 ) with an ultra‐low freezing point (<−80 °C) is proposed. The exceptional anti‐freezing feature is mainly attributed to the higher ionic potential of Mg 2+ , greatly affecting the chemical environment of water molecules and inhibiting ice formation under subzero conditions. Benefiting from the superiority of ionic conductivity (4.86 mS cm −1 ) for the hybrid electrolyte at −60 °C, the full cell of active carbon||NaTi 2 (PO 4 ) 3 @C delivers an ultra‐long lifespan of 10000 cycles under 8 C (1 C=133 mA g −1 ) at −60 °C. More importantly, some representative devices in daily life including smartphone and motor can be powered by ASIBs at −60 °C. Therefore, this work provides a rational and effective strategy for design and application of ASIBs with excellent electrochemical performance that can work in extremely cold environments.
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