硫化物电解质因其与硫正极的卓越兼容性,已成为固态钠硫(Na-S)电池的首选。尽管它们具有高离子导电性、机械柔韧性和增强安全性等优势,但电化学稳定性窗口较窄以及界面接触不足等问题依然存在,亟待解决。
基于此,2025年3月19日,加拿大西安大略大学赵阳、罗切斯特理工学院Qingsong Tu等人在国际知名期刊Energy & Environmental Science发表题为《Self-Sacrifice of Sulfide Electrolytes Facilitating Stable Solid-State Sodium-Sulfur Batteries》的研究论文。
与传统减少电解质降解的方法不同,本研究利用通常不稳定的硫化物电解质Na₃SbS₄(NAS)的分解,来提升正极和负极界面。
通过阐明NAS的可逆自氧化还原机制,作者证明了以NAS-S作为共活性材料的正极复合物在室温下实现了卓越的放电容量,超过了单独硫的理论比容量。
此外,NAS与钠基合金负极之间的强相互作用导致了均匀中间层的原位形成。这种钝化层作为电子调节器和保护屏障,防止了进一步的电解质腐蚀和枝晶穿透,从而实现了卓越的循环稳定性。
这种利用电解质分解的创新方法为界面工程提供了新的视角,推动固态钠硫电池朝着具有更高容量输出和循环寿命的实用化、下一代储能解决方案迈进。
Self-Sacrifice of Sulfide Electrolytes Facilitating Stable Solid-State Sodium-Sulfur Batteries, Energy & Environmental Science, 2025.https://doi.org/10.1039/D4EE06171C