Résumé Les électrolytes polymères solides (SPE), attrayants pour les batteries au sodium-métal en raison de leur faible coût, de leur non-toxicité et de leur flexibilité, présentent souvent une faible conductivité ionique ou une mauvaise extensibilité. Ici, un électrolyte polymère à base de cristal/plastique élastomère contenant du sel d'étain (Sn-PCEPE) est développé pour les batteries au sodium métallique. Le cadre élastomère à base d'acrylate de butyle (BA) affiche une excellente résistance mécanique (allongement à la rupture de 340 %), ce qui permet au Sn-PCEPE d'accommoder les variations de volume de l'anode de sodium au cours du cyclage. Une interface d'électrolyte solide dense et stable (SEI) induite par le sel d'étain et le carbonate de fluoroéthylène (FEC) inhibe significativement les réactions secondaires entre Na et Sn-PCEPE. En particulier, les données théoriques/expérimentales suggèrent que le sel d'étain réagit avec Na pour former un alliage NaSn, ce qui réduit la barrière d'énergie de diffusion de Na +, entraînant de faibles surpotentiels de plaquage/stripage de Na et une croissance sans dendrites de Na. De plus, l'introduction de cristal plastique améliore considérablement la conductivité ionique (0,77 mS cm −1 ) du Sn-PCEPE. Par conséquent, la batterie symétrique à base de Sn-PCEPE présente une grande stabilité de cyclage pendant 1800 h et de faibles surpotentiels de 0,13 V sous 0,1 mA cm −2 . Lorsqu'elles sont associées aux cathodes Na 3 V 2 (PO 4 ) 3, les batteries complètes avec Sn-PCEPE affichent un taux de conservation de capacité plus élevé (86 %) après 1100 cycles à 1C (1C = 117 mA g −1 ), une hystérésis de tension inférieure et de meilleures performances de taux par rapport aux batteries à base de PCEPE. Plus intéressant encore, les batteries en sachet contenant Sn-PCEPE fonctionnent normalement même dans des conditions de test difficiles.
Chen et al. (Fri,) studied this question.