电池的过充会导致电池的热失控，从而造成安全事故。研究发现，在锂离子电池电解液中添加一些具有氧化还原活性的，且可在正负极之间穿梭的物质作为电解液添加剂可以有效防止锂离子电池的过充。但是这些添加剂在钠电池中并不一定适用。电池中合适的添加剂应在高倍率下稳定，且添加量最好小于0.1 M，从而使得电池原本的阻抗和能量密度得以保持。同时，添加剂分子应该有如下特点：1.在氧化还原过程中结构稳定；2.与正负极材料兼容；3.在电解液中扩散速率快。基于此，康奈尔大学Tristan H. Lambert课题组和威斯康星大学密尔沃基分校的Deyang Qu课题组选择了一种有机盐（trisaminocyclopropenium perchlorate, TAC•ClO₄）作为电解液添加剂，用来防止钠离子电池的过充。

本文要点

1)   TAC•ClO₄是一种新型的防过充电解液添加剂；

2)   此为钠离子电池可逆过充保护的第一篇报道；

3)   TAC•ClO₄具有很好的溶解性和扩散性，以及超高的化学和电化学稳定性；

4)   当电解液中加入0.1 M TAC•ClO₄时，在10 C倍率下可以有效防止过充。而且在0.5 C倍率，控制过充100 %时，全电池可以稳定循环176周；

5)   作者使用UPLC-MS技术分析了过充保护失效的原因。

参考文献：

Weixiao Ji et al., A redox-active organic salt for safer Na-ion batteries, Nano Energy, 2020.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104705