固態(tài)電解質(zhì)薄膜對(duì)電池鋰離子和鈉離子調(diào)節(jié)作用的研究

固態(tài)電解質(zhì)薄膜對(duì)電池鋰離子和鈉離子調(diào)節(jié)作用的研究

自然界存在大量含有高效離子通道的薄膜（如細(xì)胞膜），但合成材料薄膜很少存在于離子通道。大部分制備離子選擇性薄膜的方法均基于聚合物或聚合物復(fù)合材料。研究表明，離子選擇性薄膜可以作為電池固態(tài)電解質(zhì)薄膜（SEI），保護(hù)電池電極，提高電池電化學(xué)性能。

雖然SEI作為全固態(tài)電池電極的保護(hù)膜效果顯著，但對(duì)于液態(tài)電解液體系中電極性能影響的研究卻很少。研究了鋰離子電池SEI膜的制備，及鈉離子電池系統(tǒng)、固態(tài)電解質(zhì)膜對(duì)液體電解液體系中硬碳電極的保護(hù)作用，并描述了鈉離子遷移過程。合成的SEI膜存在于離子通道，但在實(shí)際中其性能很難預(yù)測(cè)和控制。采用氟-碳酸乙烯酯（FEC）作為SEI膜的添加劑，通過電池測(cè)試和循環(huán)伏安法進(jìn)行鋰離子和鈉離子電池電化學(xué)反應(yīng)研究，研究鈉離子在SEI膜上的離子轉(zhuǎn)移動(dòng)態(tài)過程。

研究結(jié)果表明：在相同測(cè)試條件下，在SEI膜中添加FEC，可提高其對(duì)鈉離子的選擇性、離子通過效率及電池循環(huán)穩(wěn)定性，有助于提高硬碳電極的放電效率。同時(shí)，對(duì)電池充放電循環(huán)進(jìn)行研究的結(jié)果表明，對(duì)采用含F(xiàn)EC添加劑的SEI膜進(jìn)行硬碳電極的保護(hù)，在50次循環(huán)過程中，其試驗(yàn)電池的界面阻抗幾乎沒有明顯變化，始終保持平穩(wěn)，這說明SEI有助于提高電池的充放電性能及循環(huán)壽命。

刊名：Advanced Materials（英）

刊期：2017年第4期

作者：Fernando A.Soto

編譯：徐嘉浩

編譯日期：2017-07