Cu²⁺掺杂β-Al₂O₃固态电解质

−15 °C稳定循环

通过Cu²⁺掺杂和In₂S₃界面层协同，实现固态钠金属电池在−15 °C的超长循环寿命。

Andong, Li · Shangxu, Cen · 毛智勇 · 陈静静 · Wang, Xinxin · Dong C.

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

具体参数

对称电池室温循环寿命

{'zh': '2670', 'en': '2670'} h

对称电池低温循环寿命

{'zh': '3315', 'en': '3315'} h

技术优势

−15 °C下超长循环

对称电池在-15 °C、0.025 mA cm⁻²下可稳定循环超过3315小时，界面处的混合导电层确保了低温下通畅的Na⁺传输。

界面稳定，不易短路

In₂S₃界面层原位生成的Na-In合金和Na₂S混合导电层增强了界面电化学稳定性，抑制了钠枝晶生长。

室温下同样长寿

对称电池在室温、0.2 mA cm⁻²下循环超过2670小时，体现了该策略的普适性。

应用场景

• 低温钠电池：在−15 °C实现超长循环，为严寒地区储能提供固态方案。
• 固态电解质：Cu²⁺掺杂提升β-Al₂O₃电导率，替代液态电解液提升安全性。
• 储能系统：兼具高安全与长寿命，适用于大规模固定储能。