山东理工无机膜所团队: NASICON新策略助力高性能固态钠电实用化

背景：钠离子电池因资源丰富、成本低被视为锂离子电池的理想替代品，但其传统有机液态电解质存在安全隐患。固态电解质是提升安全性和能量密度的关键，其中NASICON结构的Na₃Zr₂Si₂PO₁₂（NZSP）虽具高离子电导率等优点，但存在晶界阻抗高和界面不稳定等问题。研究目的：山东理工大学杨乃涛团队旨在通过Sc/Zn双离子共掺策略，合成新型NASICON电解质（Na3.2+2xZr1.8-xSc0.2ZnxSi2PO12，简称NZSSP-Znₓ），以优化其离子电导率和界面稳定性，推动高性能固态钠电池的实用化。结论：研究成功制备了NZSSP-Zn₀.₁₀电解质，其室温离子电导率达2.41 × 10⁻³ S cm⁻¹，在对称电池中实现了0.9 mA cm⁻²的高临界电流密度和超过550小时的稳定钠沉积/剥离循环。组装的Na|NZSSP-Zn₀.₁₀|NVP/C全电池在0.5 C下循环400圈后容量衰减率仅为0.029%，表现出卓越的循环稳定性。该工作通过离子掺杂优化了体相和界面的离子传输行为，为NASICON基固态电解质的应用奠定了基础。