固态电解质薄膜对电池锂离子和钠离子调节作用的研究

固态电解质薄膜对电池锂离子和钠离子调节作用的研究

自然界存在大量含有高效离子通道的薄膜（如细胞膜），但合成材料薄膜很少存在于离子通道。大部分制备离子选择性薄膜的方法均基于聚合物或聚合物复合材料。研究表明，离子选择性薄膜可以作为电池固态电解质薄膜（SEI），保护电池电极，提高电池电化学性能。

虽然SEI作为全固态电池电极的保护膜效果显著，但对于液态电解液体系中电极性能影响的研究却很少。研究了锂离子电池SEI膜的制备，及钠离子电池系统、固态电解质膜对液体电解液体系中硬碳电极的保护作用，并描述了钠离子迁移过程。合成的SEI膜存在于离子通道，但在实际中其性能很难预测和控制。采用氟-碳酸乙烯酯（FEC）作为SEI膜的添加剂，通过电池测试和循环伏安法进行锂离子和钠离子电池电化学反应研究，研究钠离子在SEI膜上的离子转移动态过程。

研究结果表明：在相同测试条件下，在SEI膜中添加FEC，可提高其对钠离子的选择性、离子通过效率及电池循环稳定性，有助于提高硬碳电极的放电效率。同时，对电池充放电循环进行研究的结果表明，对采用含FEC添加剂的SEI膜进行硬碳电极的保护，在50次循环过程中，其试验电池的界面阻抗几乎没有明显变化，始终保持平稳，这说明SEI有助于提高电池的充放电性能及循环寿命。

刊名：Advanced Materials（英）

刊期：2017年第4期

作者：Fernando A.Soto

编译：徐嘉浩

编译日期：2017-07