US-Unternehmen verdoppelt Lebensdauer von Hochspannungs-Natrium-Akkus: Zellen erreichen 500 Ladezyklen

Dieses Leistungslevel liegt höher als das äten, die typischerweise zwischen 100 und 300 Zyklen aushalten, bevor sie ein ähnliches Maß Degradation erreichen. „Die Vollzellen zeigen eine Kapazitätsretention von 80 % nach 500 Zyklen und übertreffen sowohl konventionelle Carbonatbasis als auch lokalisierte Hochkonzentrations-Elektrolyte," ergänzte Studie.

Die elektrochemischen Tests wurden bei einer konstanten Temperatur von 30 Grad Celsius unter Verwendung (fluorsulfonyl)imid-Salzen durchgeführt. Nach-Zyklus-Analyse Bewertung Zustands Forscher führten zudem eine Nach-Zyklus-Analyse nach 50 Zyklen durch, um Zustand Elektroden mittels Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersiver Röntgenspektroskopie zu bewerten.

Ergebnisse zeigten, dass die neue Elektrolytformulierung Hochspannungs-Interface-Stabilität verbesserte und Leckstrom verringerte, wenn sie Natriumnickel-Mangan-Eisen-Oxid-Kathoden Hartkohlen-Anoden kombiniert wurde. Die meisten konventionellen Batterielektrolyten sind so konzipiert, dass Metallionen stark solvatisieren, um deren Bewegung durch Flüssigkeit zu unterstützen.

Dieser Prozess erzeugt eine stabile Ion-Lösungsmittel-Hülle,

Dieser Prozess erzeugt eine stabile Ion-Lösungsmittel-Hülle, die beim Erreichen Elektrodenoberfläche schwer zu zerlegen ist. Wenn sich die Hülle nicht ordnungsgemäß ablöst, werden Elektrolytmoleküle häufig an Grenzfläche in unerwünschte Nebenreaktionen hineingezogen. Diese Reaktionen bilden instabile Schichten und verbrauchen Elektrolyten, was zu einer allmählichen Degradation Batteriezellenmaterialien über Zeit führt.

Design Pacific Northwest National Laboratory nutzt eine intermediäre Solvationsstruktur, bei Natriumionen weniger stark an Lösungsmittelmoleküle gebunden sind. „Wir haben entdeckt, dass Ersatz herkömmlicher nicht-solvierender Verdünnungsmittel in LHCEs (Local High-Concentration Electrolytes), wie 1,1,2,2-Tetrafluorethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropylether (TTE), durch das schwach solvierende Tris(2,2,2-trifluorethyl)phosphat (TFP) die oben genannten Limitationen, während gleichzeitig ein anionenreiches Umfeld um Natriumionen erhalten bleibt", erklärten Forscher.

Aluminiumfolie wird eine Schlämme aufgetragen. Elektroden wurden durch Auftragen einer Schlämme Aluminiumfolie Bindemitteln Polyvinylidenfluorid, Natriumcarboxymethylcellulose Styrol-Butadien-Kautschuk sowie leitfähigen Kohlenstoffadditiven hergestellt.

Leistung und Energieausbeute

Wissenschaftler bewerteten Leistung Batterie mittels Kernspinresonanzspektroskopie (NMR), um die spezifischen Solvationsstrukturen und Verhalten an Elektrodenoberfläche zu analysieren. Diese Tests zeigten, dass der meta-schwach solvierende Elektrolyt eine schnellere Desolvation Ladungstransferwiderstand Vergleich zu herkömmlichen Optionen ermöglicht. Die leitende Autorin An L.

Phan erklärte, dass diese Strategie Solvatationsstruktur, um günstige Reaktionen zu begünstigen und unerwünschte zu unterdrücken.

Dies führt zu einer Verringerung des irreversiblen Materialverlusts und zu verbesserter elektrochemischer Stabilität während des langfristigen Zyklings. „Der neue Elektrolyt stellt eine neue Strategie Regulierung Natrium-Solvatationsstruktur dar, die günstige Reaktionen begünstigen und unerwünschte unterdrücken kann", sagte die leitende Autorin Forschung, An L.

Phan, gegenüber der News. „Dies führt unter praktischen Bedingungen zu einem reduzierten irreversiblen Verlust und einer Degradation Zellmaterialien."