Sodium‐Difluoro(oxalato)Borate‐Based Electrolytes for Long‐Term Cycle Life and Enhanced Low‐Temperature Sodium‐Ion Batteries

材料科学 电解质 离子 无机化学 期限(时间) 冶金 物理化学 有机化学 电极 化学 物理 量子力学
作者
Miaomiao Xia,Hui Chen,Zhixin Zheng,Qingfei Meng,Along Zhao,Xiaoyang Chen,Xinping Ai,Yongjin Fang,Yuliang Cao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202403306
摘要

Abstract Sodium‐ion batteries (SIBs) are emerging as a promising alternative for next‐generation energy storage solutions, driven by the economic and environmental benefits of abundant sodium resources. A pivotal aspect of SIB advancement is the development of advanced electrolytes, which remains a formidable challenge. Herein, a facile and scalable synthesis method for low‐cost sodium‐difluoro(oxalato)borate (NaDFOB) is reported and explored its application as a standalone electrolyte salt for SIBs. The NaDFOB‐based ether electrolyte demonstrates exceptional electrochemical stability, solvent compatibility, and the unique capacity to form a dense, robust solid‐electrolyte interphase layer on electrode surfaces. As a result, the Na 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 P 2 O 7 (NFPP) cathode with NaDFOB‐based electrolyte exhibits ultrahigh cycling stability with a remarkable capacity retention of 98.7% after 1000 cycles. Furthermore, an Ah‐level hard carbon (HC)//NFPP pouch cell using NaDFOB‐based ether electrolyte shows an impressive cycle life of 500 cycles, coupled with an average Coulombic efficiency of 99.9%. The pouch cells also maintain superior electrochemical performance across a broad temperature range from −40 to 60 °C, showcasing the electrolyte's versatility. This work contributes significant insights into the strategic design and application of innovative salts, paving the way for longer‐lasting SIBs with enhanced electrochemical performance.
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