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由于鈉離子在固相中的快速擴散，與傳統的鋰離子電池相比，全固態鈉離子電池（AS³IBs）具有實現快速充電的潛力。不幸的是，AS³IBs經常受到接觸面積差和活性材料與固態電解質之間不相容性的限制。

日本豐田汽車公司Keita Niitani等展示了使用硬碳負極和碳硼烷鈉固態電解質Na(CB₉H₁₀)_0.7(CB₁₁H₁₂)_0.3的快充AS³IB。

圖1 Na(CB₉H₁₀)_0.7(CB₁₁H₁₂)_0.3的表征和電化學性能

高度可變形的Na(CB₉H₁₀)_0.7(CB₁₁H₁₂)_0.3通過形成薄的氧化物界面實現了與硬碳的密切和穩定接觸，這導致了硬碳負極（活性質量負載為5.8 mg cm^-2）較小的界面電阻（0.68 Ω cm² at 0.1 V vs Na⁺/Na）。該界面電阻遠小于1 M NaPF₆-EC/DEC電解液中硬碳負極的測量值（67 Ω cm²，0.1 V vs Na⁺/Na）。

圖2 電解質與硬碳負極的界面分析

因此，采用硬碳負極與Na_0.7Mn_0.5Ni_0.2Co_0.3O₂正極組裝的固態電池表現出優異的快速充電能力，在大約5分鐘內充電超過1 mAh cm^-2的面積容量。這些發現清楚地表明，當活性材料和固態電解質之間形成適當的界面時，AS³IBs具有作為快速充電電池的高潛力。

圖3 全固態鈉離子電池性能

Hard Carbon Anode with a Sodium Carborane Electrolyte for Fast-Charging All-Solid-State Sodium-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02307

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豐田公司ACS Energy Lett.：全固態鈉離子電池快充性能優于液基電池

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