Ester-based anti-freezing electrolyte achieving ultra-low temperature cycling for sodium-ion batteries

电解质 材料科学 X射线光电子能谱 电导率 化学工程 离子电导率 羧酸盐 阴极 熔点 电化学 离子 扩散 化学 电极 有机化学 复合材料 物理化学 热力学 物理 工程类
作者
Yitong Liu,Haojie Liang,Miao Du,Jialin Yang,Zhen‐Yi Gu,Xiaotong Wang,Yuanzheng Tang,Jin‐Zhi Guo,Xing‐Long Wu
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:182: 111-118 被引量:27
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2023.09.040
摘要

With the continuous advancement of industrialization, sodium-ion batteries (SIBs) need to operate in various challenging circumstances, particularly in extremely cold conditions. However, at ultra-low temperatures, the reduced ionic conductivity and sluggish Na+ migration of commonly carbonate-based electrolytes will inevitably lead to a sharp decrease in the capacity of SIBs. Herein, we design a carboxylate ester-based electrolyte with excellent ultra-low temperature performance by straightforward cosolvent strategy. Due to the low viscosity, melting point, and sufficient ionic conductivity of the designed electrolyte, the resulting Na||Na3V2(PO4)2O2F can achieve the capacity retention of 96% (100 cycles at 0.1 C) at –40 °C and can also operate stably even at –50 °C. Besides, galvanostatic intermittent titration technique (GITT), ex-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and high-resolution transmission electron microscopy (TEM) tests are employed to analyze and confirm that the carboxylate ester-based electrolyte promotes robust and uniform cathode/electrolyte interface layer formation and accelerates ion diffusion kinetics, which collectively facilitates the better low-temperature performance. In addition, the assembled hard carbon||NVPOF full cells further prove the practicability of the carboxylate ester-based electrolyte at low-temperature, which delivers high discharge capacity of 108.4 and 73.0 mAh g–1 at –25 and –40 °C. This work affords a new avenue for designing advanced low-temperature electrolytes for SIBs.
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
小希完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
完美世界应助更新中采纳,获得10
1秒前
1秒前
mengdewen发布了新的文献求助10
1秒前
我是老大应助木头采纳,获得10
2秒前
3秒前
爆米花应助伶俐春天采纳,获得10
3秒前
zzx发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
可爱的函函应助ax采纳,获得10
7秒前
hahage完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
p小溥x发布了新的文献求助10
8秒前
lyy发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
kyros完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
bkagyin应助碧蓝的元绿采纳,获得10
9秒前
lbma完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
shisong发布了新的文献求助10
11秒前
鱼鱼鱼发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
yscjlxw547发布了新的文献求助10
12秒前
Harish发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI6.4应助疯狂的素采纳,获得10
12秒前
脑洞疼应助点点采纳,获得10
12秒前
石梓硕发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
Haojin发布了新的文献求助10
13秒前
tramp发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
情怀应助yu采纳,获得30
14秒前
15秒前
小叶子发布了新的文献求助10
15秒前
guoyumiao发布了新的文献求助10
15秒前
墨琼琼发布了新的文献求助10
16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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
A Psychological Understanding of Criticism and Mental Health 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7751532
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9298853
关于积分的说明 20248953
捐赠科研通 7333648
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3309887
关于科研通互助平台的介绍 2461450
邀请新用户注册赠送积分活动 2322590