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钠离子电池原材料来源广泛,未来在电动汽车、大规模储能等领域具有广阔的应用前景。然而,钠离子电池的研究目前仍处于起步阶段,存在安全性差、循环性能差、电解液不兼容及钠负极枝晶等问题,阻碍了其进一步的商业化进程。针对钠电池存在的这些问题,本论文从高安全电解液和钠金属负极保护两方面进行研究,以提升钠电池的安全性和循环性能。本文针对钠离子电池安全性差的问题进行了高安全钠电池电解液的研究,引入具有阻燃作用的添加剂磷酸甲苯二苯酯(CDP),以降低电解液的自熄时间、提高电解液的安全性及电池的循环稳定性。为检测阻燃剂的效果,利用自熄实验和自蔓延测试实验得到如下结果,添加CDP后钠电池电解液自熄时间有效降低,并且火焰蔓延能力减弱,电池安全性能有极大提高。结合溶液电导率测试结果,综合考虑电池的整体性能,添加30%CDP为最佳比例,并以此比例测试阻燃电解液的电化学性能。电化学测试结果表明,以普鲁士蓝为正极时,电池的循环性能有所提高,首次充放电曲线基本一致,说明30%CDP添加剂对普鲁士蓝正极电化学性能无不良影响。CDP的加入既可提高电池安全性,又可提高电池循环性能。在抑制金属钠负极枝晶生长的研究中,采用三维集流体骨架的方法抑制枝晶生长,保护钠金属负极。以铜网为原材料,通过电镀将铜网镀上一层均匀的金属锡,制备三维集流体。通过扫描电镜观察可知,嵌入镀锡铜网的金属钠负极在Na|Prussian Blue电池中循环50次后没有明显的枝晶生成,而纯金属钠负极循环后可以观察到明显的枝晶产生。进一步测试镀锡铜网对金属钠电池的电化学性能影响可知,镀锡铜网集流体使得Na|Na对称电池的寿命提高一倍。除了构建三维集流体,还利用表面铺洒NaBr粉末的方式,为钠金属表面构建一层可以传导钠离子的NaBr保护层。通过扫描电镜观察,发现随着电池循环的不断进行,NaBr粉末会逐渐变均匀,形成一层致密的保护膜,在保护膜的作用下,金属钠枝晶无法生长,达到保护钠金属负极的作用,Na|Na对称电池寿命延长为原来寿命的8倍。