AM:新型钠稀土硅酸盐固体电解质通过晶界电子绝缘实现超长寿命固态钠金属电池
Nanoer-z Nanoer-z 2025-10-08

钠稀土硅酸盐因其高离子电导率、低烧结温度及优异化学稳定性被视为固态钠金属电池的理想固体电解质,但烧结产生的杂质相与孔隙会导致晶界处离子传导弱化与电子传导增强,引发钠枝晶生长。鉴于此,北京科技大学Li-Zhen Fan、Dan Zhou、韩国汉阳大学Jang-Yeon Hwang等通过向Na5YSi4O12晶界引入Na1.5Y2.5F9第二相实施简易晶界修饰策略。


 

本文要点:

(1)该第二相不仅能有效阻隔电子迁移并降低体相/晶界电阻,还可提升电解质致密性与机械强度。基于此的Na/Na对称电池实现0.7 mA cm−2的高临界电流密度,并在0.1 mA cm−2/0.05 mAh cm−2条件下无枝晶循环9000小时。

(2)组装的全电池在1 C倍率下循环750次容量保持率达70.2%,2 C倍率下放电容量达113.5 mAh g−1。该研究为开发超长寿命固态钠金属电池的高性能钠稀土硅酸盐电解质奠定了基础。

 

N. Cai, B. Zhang, Y. Fan, et al. “ Novel Sodium Rare Earth Silicate Solid Electrolyte with Grain Boundary Electronic Insulation for Ultra-Durable Solid-State Sodium Metal Batteries.” Adv. Mater. (2025): e14634.

https://doi.org/10.1002/adma.202514634

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