近日，中国科学技能年夜学传授姚宏斌、焦淑红课题组互助开发出一种运用在全固态钠电池的高可变形性及低成本的新型钠电氯化物正极质料NaFeCl4，有用解决了传统氧化物正极于轮回历程中面对的接触掉效问题，并展现了NaFeCl4于充放电历程中的相变历程以和布局可逆性。9月18日，相干研究结果发表在《美国化学会杂志》。
采用无机固体电解质及3.5伏级正极的全固态钠电池于高安全及高比能的低成本电化学储能方面具备主要意义。可是于全固态正极中，今朝经常使用的层状氧化物正极，因自身刚性较强且轮三木SEO-回历程中孕育发生巨年夜晶格应变，易致使活性颗粒内部开裂及正极/电解质接触掉效，进而激发不成逆容量丧失。
研究职员发明，铁-氯键于所有过渡金属-氯双原子份子中具备最低的键解离能，这象征着选择铁作为氧化还有原活性元素更有可能修筑高可变形性正极。于此基础上，研究职员乐成合成为了NaFeCl4，并发明冷压成型的NaFeCl4杨氏模量仅为1.33吉帕，并具备极高的致密度，有益在固态电池复合正极内部优良的固固接触。
研究职员经由过程X射线衍射及X射线光电子能谱等测试深切探究了NaFeCl4正极于轮回历程中的布局可逆性以和其怪异的两阶段相变道理，并展现了NaFeCl4嵌入钠离子以后孕育发生的三种重要布局。除了此以外，经由过程原子力显微镜及聚焦离子束加工的扫描电子显微镜测试注解，NaFeCl4复合正极于差别荷电状况下的模量均处在2至3吉帕之间，使患上复合正极内部于轮回历程中始终连结无晶界、裂纹及孔隙的致密描摹。
患上益在NaFeCl4的可变形性及布局可逆性，基在其组装的全固态钠电池于500次轮回后仍能维持84.4%的容量连结率。使人惊喜的是，只管成本仅为经常使用钠离子电池正极NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2的5.2%及Na3V2(PO4)3的5%，NaFeCl4仍能提供具备竞争力的能量密度，这注解该新型钠电氯化物正极不仅为解决全固态复合正极的接触掉效问题提供了全新的质料计谋，还有于将来年夜范围低成本储能方面具备巨年夜的运用潜力。
相干论文信息：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c06106
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