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,Min Fan,Yao Zhao,Hua Guo,Wenpeng Wang,Shuang‐Jie Tan,Ya‐Xia Yin,Fuyi Wang,Sen Xin,Yu‐Guo Guo,Li‐Jun Wan,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:113
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
乐于助人大好人完成签到,获得积分10
1秒前
Tonsil01发布了新的文献求助10
1秒前
收长头发辫子完成签到,获得积分10
1秒前
五一发布了新的文献求助30
2秒前
默默的完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
tang_c完成签到,获得积分10
2秒前
苏打水完成签到,获得积分10
2秒前
笔面第一完成签到,获得积分20
2秒前
drake完成签到,获得积分20
2秒前
dhh完成签到,获得积分10
4秒前
ymr关闭了ymr文献求助
4秒前
小晓完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
斯文败类应助薄荷Wake采纳,获得10
4秒前
LJQ完成签到 ,获得积分20
5秒前
mahuahua完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.2应助Matthew采纳,获得10
6秒前
深藏blue发布了新的文献求助10
6秒前
ding应助旺仔不甜采纳,获得10
7秒前
默默的发布了新的文献求助10
7秒前
ding应助舒心宛采纳,获得10
7秒前
发条完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
科研通AI2S应助cwt11103采纳,获得10
8秒前
善学以致用应助cwt11103采纳,获得30
8秒前
齐齐发布了新的文献求助10
8秒前
小贝发布了新的文献求助30
8秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
8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
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
The Psychological Quest for Meaning 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5960868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7211982
关于积分的说明 15957409
捐赠科研通 5097286
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2738884
邀请新用户注册赠送积分活动 1701110
关于科研通互助平台的介绍 1618983