兼具高能量和高功率密度的无负极钠离子电池

倒计时35天

2024起点锂电&钠电两轮车换电大会

——“锂钠同行 换电之城”引领安全出行新时代

主办单位：起点锂电、起点钠电、起点充换电

大会时间：2024年6月25日

大会地点：深圳宝安登喜路国际酒店

文章以“An anode-free sodium dual-ion battery”为题发表在在Energy Storage Materials 上，本论文中为第一作者为河北工业大学赵晋辉，共同一作为北京航空航天大学唐孟尧，通讯作者为河北工业大学王恭凯副研究员和北京航空航天大学王华教授。

本文成功制备了一种高能量和功率密度的无负极钠基双离子电池（AFSDIB）。其中，等离子体处理的集流体（Al/N-C）具有亲钠氮掺杂碳表面，能够在高电流密度下实现高度可逆的钠沉积/剥离。同时，由于无溶剂化的阴离子存储化学，聚三苯胺（PTPAn）正极表面在本质上消除了缓慢的去溶剂过程。因此，基于活性材料和所消耗电解液质量的Al/N-C||PTPAn AFSDIB展现了超过380 Wh kg−1 (375 W kg−1)的能量密度和超过1800 W kg−1 (302 Wh kg−1)的功率密度，优于已报道的钠基无负极和双离子电池。这项工作为开发同时具有高能量和高功率密度的电池开辟了一条新的途径。

文章要点：

1. 本文首次成功地制备了一种同时具有高能量密度和高功率密度的无负极钠基双离子电池。其能量密度超过380 Wh kg−1 (375 W kg−1)，功率密度超过1800 W kg−1 (302 Wh kg−1)；

2. 受益于双离子存储机制、无溶剂化阴离子化学和集流体工程，AFSDIB中可以同时实现高能量和功率密度。

3. 本文对失效机理进行深入分析，证实死Na限制了PTPAn正极中阴离子的脱出，限制了AFSDIB的循环寿命。