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Na₃V₂(PO₄)₂F₃ 因其平均電勢高達 ～3.95 V（相對于 Na/Na⁺）而被認為是高能量密度鈉離子電池的有前途的正極材料。由于 4.2 V（相對于 Na/Na⁺）的持續時間較長，耐高電壓電解質在提高循環性能方面非常重要。

近日，中科院蘇州納米所Hongzhen Lin，中科院大連化物所Qiong Zheng，Xianfeng Li設計了一種含有丁二腈等兩個?C≡N基團的添加劑的靶向電解液。

文章要點

1）在這種設計中，一個?C≡N基團可接近溶劑化鞘，并使二腈中的另一個?C≡N暴露并隨后擠壓到雙電層中。然后在Na+-溶劑中，擠壓的?C≡N基團優先于暴露的?CH₂/?CH₃優先吸附在電極表面，并被氧化形成穩定的電絕緣界面，富含CN^?/NCO^?/Na₃N。

2）在2?4.3 V(vs Na/Na⁺)的高壓下，Na₃V₂(PO₄)₂F₃基鈉離子電池具有良好的循環穩定性(如1 C下1，5-二氰基戊烷的可逆容量為95.07%，2 C下的可逆容量為98.4%，5 C下的可逆容量為93.0%)。

這項工作為設計高能量密度鈉離子電池的高壓電解液提供了一種新的途徑。

參考文獻

Mingqin Jiang, et al, Electrolyte Design with Dual ?C≡N Groups Containing Additives to Enable High-Voltage Na3V2(PO4)2F3?Based Sodium-Ion Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c00702

https://doi.org/10.1021/jacs.4c00702