NaFSI-TEP/TTE電解質(zhì)中,TEP是一種阻燃溶劑,TTE較高的含氟量也有助于阻燃。相比之下,NaPF6-碳酸乙烯酯(EC)/碳酸二甲酯(DMC)電解液是高度易燃的。
Na||Na-CNFM電池在兩種電解液中的充放電曲線表明,電解液成分對初始庫倫效率和可逆容量有顯著影響。不易燃的NaFSI-TEP/TTE電解質(zhì)表現(xiàn)出極高的初始庫倫效率(97.8%)和可逆容量(126.4 mAh g-1)。
這表明,在NaFSI-TEP/TTE電解質(zhì)中,Na-CNFM電池在初始充放電過程中只有少量的電解質(zhì)發(fā)生了分解,實(shí)現(xiàn)鈉離子的高度可逆脫嵌。相比之下,在NaPF6/EC+DMC電解質(zhì)中,Na||Na-CNFM電池的初始庫倫效率較低(75.3%),可逆容量較低(115.4 mAh g-1),說明電解質(zhì)大量分解,正極的利用率也較低。
NaFSI-TEP/TTE電解質(zhì)中的鐵含量低于ICP/AES的檢出限(LOD),而傳統(tǒng)碳酸酯電解質(zhì)中的Fe/Na摩爾比則要高出很多(0.0094)。在NaFSI-TEP/TTE電解液中,隔膜沒有可見的顏色變化,而在常規(guī)碳酸酯電解液中,隔膜變?yōu)辄S色。
NaFSITEP/TTE電解質(zhì)抑制過渡金屬的溶解可歸因于以下幾點(diǎn):首先,在NaFSI-TEP/TTE電解液中,Na-CNFM正極上形成了一種高度穩(wěn)定的CEI層,可以有效防止過渡金屬的溶解。其次,NaFSI-TEP/TTE電解質(zhì)中沒有游離溶劑與過渡金屬離子結(jié)合,使得過渡金屬離子在NaFSI-TEP/TTE電解質(zhì)中溶解較少。
CEI層抑制了過渡金屬離子的溶解及電解質(zhì)的催化分解,可提高正極材料的穩(wěn)定性。Na||Na-CNFM電池在NaFSI-TEP/TTE電解質(zhì)中經(jīng)歷100圈循環(huán)后的庫倫效率較高,達(dá)到99.8-99.9%。
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