清华大学康飞宇等学者成功在EES发表研究成果，IF=32
论论资讯 ｜ 2024-04-27 ｜
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Energy and Environmental Sciences
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Degradation of sodium co-intercalation chemistry and ether-derived interphase on graphite anodes during calendar aging
Wang J.; Hu J.; Kang F.; Zhai D.
Published：2024-01-01
DOI：10.1039/d4ee00993b
研究揭示：石墨阳极在日历老化过程中钠共插层化学和醚类衍生界面的降解
研究背景
随着科技的不断发展，钠离子电池作为一种环保、高效的能源储存技术备受关注。然而，当前研究领域存在一个问题：在钠离子电池中，石墨阳极的稳定性和性能如何在日历老化过程中受到影响？这个问题一直困扰着科研人员。
研究内容
最新研究发现，石墨阳极具有溶剂共插层机制，在钠离子电池中表现出优异的动力学性能和循环稳定性。然而，由于溶剂参与引起的体积变化剧烈，对界面的一致性构成了挑战。研究通过观察石墨在不同插层状态下的容量损失和库仑效率波动，揭示了其插层化合物的降解和固体电解质界面（SEI）在日历老化过程中的演变。研究发现，部分插层石墨阳极存在异常的日历老化现象，表现为更严重的容量损失和较低的库仑效率。这种性能恶化是由于高级别插层相变伴随着巨大体积收缩所致。在插层降解的影响下，部分插层石墨上的SEI生长和破坏并存，而完全插层的石墨上发现了以生长为主导的SEI。通过X射线光电子能谱（XPS）和核磁共振（NMR）光谱，我们发现醚类衍生SEI的演变主要受到烷氧基的影响。这些发现揭示了石墨阳极在醚类体系中的异常日历老化现象，为其界面稳定性提供了新的见解。
研究意义
这项研究的创新之处在于揭示了石墨阳极在日历老化过程中的特殊表现，为钠离子电池领域的研究提供了重要参考。通过了解石墨阳极在钠离子电池中的表现，我们可以更好地设计和优化电池结构，提高其循环寿命和性能稳定性。这对于未来发展更加高效可靠的能源储存技术具有重要意义。
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