抑制钠硫电池中的穿梭效应和枝晶生长通过施加可控的外声场

主要观点总结

本文介绍了一项关于室温钠-硫（RT Na-S）电池的研究，该研究通过将极化的BaTiO₃（BTO）纳米颗粒引入电池隔膜中，并利用声致压电效应和声流改善电池性能。通过施加可控声场，减少多硫化钠的穿梭效应和钠枝晶的生长，提高了钠-硫电池的使用性能。该研究为开发高性能钠-硫电池提供了全新策略。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

室温钠-硫（RT Na-S）电池因其丰富的材料来源和高能量密度等特性，被认为是传统锂离子电池在新能源领域的有力竞争者。然而，多硫化钠的穿梭效应以及钠枝晶的生长对钠-硫电池的广泛应用带来挑战。

关键观点2: 研究方法

本研究提出将极化的BaTiO₃（BTO）纳米颗粒引入电池隔膜中，通过施加可控声场，利用声致压电效应和声流改善电池性能。

关键观点3: 声场对硫正极的作用

声场有助于抑制多硫化钠的穿梭效应，从而提高电池性能。对比研究显示，在声场作用下，电池容量在五十圈之后还能保持300 mAh/g。外声场可以限制多硫化钠的穿梭效应，使得少量的多硫化钠穿梭并沉积在钠金属表面。

关键观点4: 声学模态测量与有限元模拟

研究人员使用激光多普勒测振仪来表征钠硫电池的振动模态，并通过有限元模拟探究外声场对多硫化钠穿梭效应的影响。

关键观点5: 外声场对钠枝晶的影响

外声场对抑制钠枝晶有促进作用。有限元模拟结果表明，外声场引起的声流可以改善钠离子的分布，增强钠离子的传输，从而降低钠枝晶生长的可能性。

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