Al-Si共掺杂NASICON电解质

带隙保持，离子电导新高

通过增加SiO₄/PO₄比例稳定电子带隙并重构Na⁺势能面，实现离子电导大幅提升

Zhang, Ming · He Y. · Li J. · Shuo, Wang · Ren, Fucheng · Fang Z. · Wu M.

Energy Storage Materials 2025

具体参数

离子电导率

{'zh': '4.1 × 10⁻³', 'en': '4.1 × 10⁻³'} S cm⁻¹

对称电池循环寿命

{'zh': '5700', 'en': '5700'} h

全电池容量保持率

{'zh': '92.4', 'en': '92.4'} %

技术优势

带隙不缩小

增加SiO₄/PO₄比例稳定了电子带隙，避免了金属掺杂常见的带隙窄化，从而抑制电子泄漏和枝晶生长。

离子电导新高

重构的Na⁺势能面促进了局部无序和协同离子迁移，实现室温离子电导4.1×10⁻³ S cm⁻¹。

长循环寿命

对称电池在0.2 mA cm⁻²下稳定运行5700小时，全电池在1C下循环1400次后容量保持92.4%。

应用场景

• 固态钠电池：提供高离子电导、长循环且抑制枝晶的固态电解质，替代液态电解液以提升安全性和能量密度。
• 钠离子电池：作为固态电解质层，可实现钠离子电池的固态化，利用其高电导和稳定性提升循环和倍率性能。
• 固态电解质：通过聚阴离子比例调控带隙和离子迁移，为设计兼具高离子电导和电子绝缘的固态电解质提供了新策略。
• 高安全性储能：宽电化学窗口和抑制枝晶的特性，从电解质层面消除热失控风险，适用于高安全性储能系统。