摘要:发展大规模储能技术是实现清洁能源的高效利用,进而实现国家碳中和目标的关键。相较于目前广泛应用的锂离子电池,钠离子电池(sodium ion batteries,SIBs)原材料资源丰度高且成本低,是非常有潜力的一种大规模储能技术。近年来,SIBs在室温下表现出优异的电化学性能,但其在低温下的应用面临着诸多挑战,这极大地限制了其在极端环境下的应用。缓慢的钠离子扩散速率和较差的电荷转移动力学是导致SIBs低温下性能差的主要原因,而这与控制体相和界面离子传输的电解液密切相关。在这篇综述中,我们首先从电解液角度简要阐述了SIBs低温性能衰退的原因;然后,从传统电解液优化和新型低温电解液两个方面综述了低温电解液的研究进展,系统地总结了低温SIBs电解液中有关碳酸酯类溶剂、醚类溶剂、添加剂和溶剂化结构的相关研究;最后,对低温电解液的发展前景予以展望。
文章目录
1 SIBs低温性能衰退机理分析
1.1 电解液的离子电导率
1.2 界面去溶剂化能
1.3 Na+在电极-电解液界面膜中的迁移
2 低温电解液设计
2.1 有机溶剂的设计
2.1.1 碳酸酯类溶剂
2.1.2 醚类溶剂
2.2 添加剂
2.2.1 调控Na+溶剂化结构的添加剂
2.2.2 成膜添加剂
2.3 新型电解液设计策略
2.3.1 高熵电解液
2.3.2 离子液体
3 结论