北科大 范丽珍、周丹团队AM：氟掺杂助力新型钠稀土硅酸盐固态电解质的晶界修饰及超稳定固态钠电池

本文研究背景为钠稀土硅酸盐固态电解质虽具有高离子电导率和良好化学稳定性，但在固相烧结过程中易产生杂相和孔隙，导致晶界处离子传导变差、电子传导增强，引发钠枝晶生长和电池短路。研究目的是通过氟掺杂在Na5YSi4O12型电解质晶界引入Na1.5Y2.5F9第二相，以修饰晶界、减少孔隙并提升性能。结论显示，优化后的0.2F-NYS电解质离子电导率达2.29 mS cm−1，致密度96%，机械强度1.46 GPa，临界电流密度0.7 mA cm–2，钠对称电池稳定循环9000小时，全电池在1C下循环750次容量保持率70.2%，证实氟掺杂有效增强了电解质的稳定性和电化学性能。