富钠反钙钛矿型固态电解质的简易合成与电化学性能

作者：彭林峰; 曾子琪; 孙玉龙; 贾欢欢; 谢佳^*

来源：Acta Physica Sinica, 2020, 69(22): 71-78.

• 固态电池
• 钠离子电解质
• 反钙钛矿
• 电化学性能

全固态钠电池兼具高安全和低成本的潜在优势,是储能领域的热点发展技术之一.高性能固态电解质是实现全固态钠电池的关键因素.近年来,反钙钛矿型锂/钠离子导体因高离子电导率和灵活的结构设计,已经受到广泛关注.然而,富钠反钙钛矿型Na3OBrxI1–x(0 <x <1)的合成复杂、室温离子电导率偏低、且电化学性能研究较少.本文通过简单合成路径得到纯相反钙钛矿型Na3OBrxI1–x,经过100℃热处理之后,其离子电导率在100℃可达10–3 S·cm–1以上.然而,随着温度降低,离子电导率会发生跳变.通过固态核磁共振(NMR)分析,表明该现象可能与材料复杂的结构对称性和钠位变化有关.同时,对Na3OBrxI1–x在全固态钠电池中的可行性进行了评估.研究表明, Na3OBrxI1–x材料不具有"亲钠性",通过离子液体对界面进行修饰后, Na3OBrxI1–x展现出良好的钠金属相容性,组装的TiS2/Na3OBr0.5I0.5/Na-Sn全电池首次放电比容量为190 mAh·g–1.本文促进了对反钙钛矿型Na3OBrxI1–x结构和性质的理解,并初步探究了其作为钠离子固态电解质的应用前景.

• 单位
  华中科技大学; 电子工程学院; 物理学院; 强电磁工程与新技术国家重点实验室