乙腈-水系混合电解液促进高稳定Zn-NaV(PO)电池

作     者：欧林娜 刘哲轩 曹鑫鑫 梁叔全 

作者机构：中南大学电子封装及先进功能材料湖南省重点实验室 中南大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：湖南省青年科技人才(荷尖)项目(2022RC1078) 国家自然科学基金(52002407,51932011) 

主　　题：Zn-Na V (PO ) 电池 乙腈 有机-无机混合电解液 电化学稳定性 离子可逆脱嵌 

摘      要：水系锌离子电池因及成本、资源丰富和环境友好而受到广泛关注。其中，Na3V2(PO4)3正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺，近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而，二价Zn2+的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文采用乙腈-水的有机-无机混合电解液，乙腈分子会进入Zn2+溶剂化结构，并可以一定程度上抑制正极溶解。非原位XRD表明，在含有适量水的电解液中Na3V2(PO4)3表现出可逆的结构演变。相比之下，过多的乙腈会导致显著的极化，而过多的水则会导致不可逆离子脱出和容量衰退。因此，在含有15%-30%水的混合电解液中Na3V2(PO4)3在50 mA g-1下可具有91.4 mA h g-1的稳定比容量，并在500 mA g-1下稳定循环1000次且无明显衰退。