低離子電導(dǎo)率和高去溶劑化勢壘是可充電金屬電池中有機電解質(zhì)的主要挑戰(zhàn)，特別是在低溫下。一般策略是將強溶劑化溶劑和弱溶劑化溶劑結(jié)合起來以獲得平衡的物理化學(xué)性質(zhì)。然而，上述兩個挑戰(zhàn)無法同時克服。
在這里，鄭州大學(xué)Shuai Tang，Yongzhu Fu結(jié)合了兩種不同類型的弱溶劑化溶劑，具有非常低的去溶劑化能量。
文章要點
1）有趣的是，弱溶劑化溶劑之間的協(xié)同作用可以在低溫下破壞局部有序結(jié)構(gòu)，從而與單獨溶劑相比獲得更高的離子電導(dǎo)率。因此，同時實現(xiàn)了容易的去溶劑化和高離子電導(dǎo)率，顯著提高了低溫下電極反應(yīng)的可逆性。
2）Na金屬陽極可以在-40 °C、2 mA cm?2下穩(wěn)定循環(huán)1000小時。Na||Na3V2(PO4)3電池在-40 ℃下循環(huán)300次后，在0.3 C下顯示出64mAhg?1的可逆容量，容量保持率為86%。
該策略適用于其他弱溶劑化溶劑，為低溫可充電金屬電池電解質(zhì)的開發(fā)提供指導(dǎo)。
參考文獻
Shuzhan Wang, et al, An Ultrastable Low-Temperature Na Metal Battery Enabled by Synergy between Weakly Solvating Solvents, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c11134
https://doi.org/10.1021/jacs.3c11134
