鈉金屬電池是極具應用前景的低成本和高能量密度的新儲能技術(shù)。然而，鈉金屬陽極的可逆性較差，可以通過構(gòu)建魯棒的固體電解質(zhì)界面（SEI）來優(yōu)化。近日，南京大學郭少華提出了雙弱相互作用電解質(zhì)（DWIE）的概念，其雙層溶劑化結(jié)構(gòu)由弱溶劑化的四氫呋喃作為內(nèi)層組成，外層通過二丁醚引入偶極相互作用。
本文要點：
1) 這種由接觸離子對和聚集體主導的雙層溶劑化結(jié)構(gòu)可以促進富含無機物的SEI薄膜形成，從而實現(xiàn)光滑無枝晶的鈉金屬沉積。通過將二丁基醚的分子構(gòu)型調(diào)整為二異丁基醚，偶極相互作用進一步增強，從而產(chǎn)生更強的弱溶劑化效應。
2) 因此，使用優(yōu)化DWIE的Na||Cu電池實現(xiàn)了99.22%的高庫侖效率，超過了大多數(shù)電解質(zhì)設計策略。同時，在5 C下，Na3V2（PO4）3（NVP）||Na電池實現(xiàn)了超過3000次循環(huán)的穩(wěn)定循環(huán)。即使在≈8.8 mg cm?2 NVP負載和50μm厚度Na的嚴格條件下，全電池也可以實現(xiàn)217次循環(huán)的長循環(huán)壽命。
Tianze Shi et.al Modulating Double-Layer Solvation Structure via Dual-Weak-Interaction for Stable Sodium-Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2025
DOI: 10.1002/aenm.202405803
https://doi.org/10.1002/aenm.202405803
