金属化β-氧化铝界面层
界面阻抗降至43 Ω cm²
通过超声焊接与陶瓷金属化构建的中间层,解决了β-氧化铝与钠金属负极的润湿性和电阻问题,实现均匀钠沉积/剥离。
Purui, Li · Andong, Li · Hongbin, Chen · Nan, Xing · 陈静静 · Xinxin, Wang · Dong C. · 毛智勇
Journal of Alloys and Compounds 2025
具体参数
- 界面阻抗
- {'zh': '43', 'en': '43'} Ω cm²
- 临界电流密度
- {'zh': '1.9', 'en': '1.9'} mA cm⁻²
- 比容量(0.5 C,600圈后)
- {'zh': '102', 'en': '102'} mA h g⁻¹
- 容量保持率
- {'zh': '92.7', 'en': '92.7'} %
技术优势
阻抗骤降
通过金属中间层实现紧密界面接触和原位合金化反应,优化了Na⁺/e⁻通量分布
不易短路
钠对称电池临界电流密度达1.9 mA cm⁻²,表明界面能承受高电流密度而不短路
长循环容量稳
全电池在0.5 C下循环600圈后容量保持92.7%,每圈衰减率仅约0.012%
室温就能做
超声焊接在室温下完成界面构筑,避免了高温共烧结可能引发的元素互扩散和热应力
应用场景
- 固态钠金属电池:以高界面兼容性的β-氧化铝基电解质直接构筑无枝晶的实用化固态钠电池
- 固态电解质界面:用金属化中间层将原本高阻抗的固-固接触转化为低阻抗合金化界面
- 钠金属负极保护:通过均匀化Na⁺通量抑制枝晶,防止钠负极在循环中失活或短路
- 高安全钠电池包:用不可燃陶瓷电解质和稳定的金属钠界面消除热失控隐患