A Nonflammable Fluorinated Carbonate Electrolyte for Sodium-Ion Batteries

Guifang Zeng Yining Liu Chunyan Gu Kai Zhang Yongling An Chuanliang Wei Jinkui Feng Jiangfeng Ni

Citation:  Zeng Guifang, Liu Yining, Gu Chunyan, Zhang Kai, An Yongling, Wei Chuanliang, Feng Jinkui, Ni Jiangfeng. A Nonflammable Fluorinated Carbonate Electrolyte for Sodium-Ion Batteries[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(5): 190500. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905006 shu

不可燃氟代碳酸酯基钠离子电池电解液

    通讯作者: 冯金奎, jinkui@sdu.edu.cn
    倪江锋, jjeffni@suda.edu.cn
  • 基金项目:

    山东大学青年学者项目 2016WLJH03

    泰山学者项目 tsqn201812002

    山东省自然科学基金 ZR2017MB001

    山东省科技重点项目 2018GGX104002

    国家自然科学基金 61633015

    泰山学者项目 ts201511004

    山东省自然科学基金(ZR2017MB001), 山东省科技重点项目(2018GGX104002), 国家自然科学基金(61633015), 山东大学青年学者项目(2016WLJH03), 泰山学者项目(tsqn201812002, ts201511004)资助

摘要: 锂离子电池由于其较高的能量密度而在我们的日常生活中被广泛使用,比如手机、笔记本电脑和电动汽车。然而,地球上有限的锂资源可能会阻碍其进一步的发展。近来,由于丰富的资源、合适的电化学平台和低廉的价格,钠离子电池正得到大家越来越多的关注,有希望成为下一代主流储能体系。然而,跟锂离子电池类似,钠离子电池的电解液主要是由易燃的有机碳酸酯或醚类溶剂、钠盐和一些添加剂组成,这就带来了安全隐患。此外,钠金属具有比锂更高的化学活性,导致钠离子电池可能具有比锂离子电池更大的危险性。为了解决这个安全性问题,我们提出一种不可燃的氟代碳酸酯基电解液。电解液成分是由0.9 mol∙L−1 NaPF6溶解在氟代碳酸乙烯酯(FEC)和二-2, 2-三氟乙基碳酸酯(TFEC) (3 : 7,体积比)混合溶剂中组成。测试结果表明,该电解液体系不仅具有优异的阻燃能力,而且与钠离子电池的正负极都具有很好地相容性。在此电解液中,普鲁士蓝正极时表现出色的电化学性能,循环50圈后,仍有84 mAh∙g−1的容量。此外,商业化硬碳材料在该电解液中也表现出了较好的电化学性能。这项工作可能为开发下一代安全型钠离子电池提供新途径。

English

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  • 发布日期:  2020-05-15
  • 收稿日期:  2019-05-02
  • 接受日期:  2019-06-25
  • 修回日期:  2019-06-06
  • 网络出版日期:  2019-05-28
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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