钠离子澳门新葡萄京app电解质有哪些?

钠离子澳门新葡萄京app电解质按其存在状态讲有液态和固态两类之分。与锂离子澳门新葡萄京app相似,用于钠离子澳门新葡萄京app的液态电解质也是由钠盐溶于有机溶剂中,钠盐一般可以为:NaPF6,Na-ClO4,NaAIClh,NaFeClh,NaSO,CF3,NaBF4,NaBClh,NaNO3,NaPOFA,NaSCN,NaCN,NaAsF6,NaCF3CO2,NaSbF6,NaC6HsCO2,Na(CH3)C6H4SO3,NaHSO4,NaB(C6Hs)4等等;对有机溶剂则有以下要求:介电常数大,熔点低(常温时为液态),钠离子导电能力强。为满足前叙几点要求,电解质溶剂一般为无水二元组分,其成分可以是碳酸乙烯酯(EC),碳酸丙烯酯(PC),碳酸二乙酯(DEC),1,2-二甲氧基乙烷(DME),四氢呋喃(THF),2-甲基四氢呋喃(2-MTHF)等。在最终配制成的电解质中,Na+摩尔浓度以1mol/L左右为宜。

钠离子澳门新葡萄京app液态电解质配置要求高(无水)、易泄漏、不安全(如造成单质金属负极生成枝晶,导致澳门新葡萄京app内部短路而发生爆炸)。特别是以单质钠为澳门新葡萄京app负极材料时,它与液态电解质间的反应造成该类澳门新葡萄京app发展困难。使用合金负极是一种方案,但合金中钠离子扩散困难,而且在多次循环之后,其体积有显著变化。另外一种解决方案是改进电解质,即在选择适当溶剂的同时,加入添加剂。但人们也在寻找新型电解质材料,近年来发展较快的聚合物电解质就是一个典型的例子。一般来讲,所谓聚合物电解质就是将盐类物质以掺杂的形式混入聚合物制成导电(主要是离子导电)的高分子。

常见的用作钠离子澳门新葡萄京app固体聚合物电解质(Solid Polymer Electrolyte,SPE)的高聚物有聚氧化乙烯、聚苯胺、聚吡咯、乙烯丙烯酸共聚物、聚四氟物等,按高聚物的构型不同,它们可分别形成线形高分子电解质、梳状高分子电解质、交联网络高分子电解质等不同种类的聚合物电解质。

碱金属盐则有Nal、NaBH4、NaBF4以及聚磷酸钠等,它们一般都有带负电荷的大体积阴离子。将来开发新盐时可考虑:①有宽的电化学窗,②与聚合物基体形成低共熔复合材料,③阴离子结构对称或柔顺,有增塑作用。这类高分子复合材料的导电性可能是导电通道、隧道效应和场致发射三种机理作用的竞争结果。而已发现的PEO-NaBH4体系中,由于阴离子配对的阻碍作用,降低了离子导电性。为满足充电澳门新葡萄京app的导电需要,应要求SPE的离子导电性在10-3S/cm以上。然而在盐池的导电需要,应要求SPE的离子导电性在10-3S/cm以上。然而在盐类掺杂后所获得的固态聚合物电解质的离子导电性能尚不能达到这一水平。因此,今后这方面的研究工作应侧重于开发出对正、负极材料具有稳定性的同时又具有较高的离子导电性的固体聚合物电解质。

Nasicon也是近十几年发展起来的一种钠离子导体,它是由钠、错、硅、磷、氧5种元素构成的复合电解质。美国专利曾报导用Na3Zr2Si2PO12粉末与Teflon混合可制得极薄固体电解质。常见的硫酸钠基固体电解质与Na3x+2y+zPxOyClz(0≤x,y,z≤1;x,y,z中仅一个为0)也是中高温使用的快离子导体。要想用于新型二次钠离子澳门新葡萄京app,这类固态电解质应在常温下就具有较高的离子导电性,而且制备容易。SiO2骨架三维空间钠离子导体的研制成功已向这一目标靠近,但尚未在钠离子澳门新葡萄京app中得到应用。

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