鈉離子全電池：實(shí)現(xiàn)其優(yōu)異低溫性能和超長循環(huán)壽命 電池隔膜whatman

近日，東北師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院的吳興隆副教授研究小組，設(shè)計(jì)并成功實(shí)現(xiàn)了鈉離子全電池(3DSG//NVPOF)的優(yōu)異低溫性能，并表現(xiàn)出超長循環(huán)壽命。在開發(fā)的3DSG//NVPOF鈉離子全電池中，正極為該課題組近期報(bào)道的高電壓、長壽命的Na3V2(PO4)2O2F (NVPOF, Adv. Mater. 2017,29 (33), 1701968) 材料，負(fù)極則為新制備的三維自支撐硒/石墨烯(3DSG)納米復(fù)合材料。電化學(xué)測試結(jié)果表明，該3DSG//NVPOF可實(shí)現(xiàn)較高的儲(chǔ)能密度(約313 Wh/kg，根據(jù)正/負(fù)極活性材料的總質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算而得)，以及優(yōu)異低溫、超長循環(huán)壽命(15000圈循環(huán)后容量保持率為86.3 %)和優(yōu)異倍率性能。此外，作者還研究了3DSG//NVPOF全電池中3DSG負(fù)極的Na+脫嵌過程動(dòng)力學(xué)和贗電容貢獻(xiàn)等特性。該論文發(fā)表于近期國際有名材料類期刊Advanced Energy Materials上(影響因子：16.721)。

電池組裝過程:

采用CR2032扣式電池進(jìn)行組裝測試，選用多孔玻璃纖維(Whatman) 為隔膜，電解液為1 mol L-1的高氯酸鈉(NaClO4)溶液，其溶劑為體積比1:1的碳酸乙烯酯(EC)與碳酸丙烯酯(PC)的混合溶液(含有5 %的氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加劑)。電極中，活性材料、導(dǎo)電添加劑和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為7:2:1，混勻涂覆于鋁/銅箔上，60 oC真空干燥10小時(shí)以上。在半電池中，金屬鈉片為對(duì)電極和參比電極。在全電池裝配之前，對(duì)負(fù)極進(jìn)行了預(yù)鈉化處理。根據(jù)正、負(fù)極的容量值來進(jìn)行全電池的設(shè)計(jì)和裝配(通常情況下，負(fù)極容量過量5 %左右)。