南开大学Angew:阴离子增强的溶剂化结构助力高倍率稳定钠电池

金属钠负极近年来被视为构建新一代储能体系的最具希望的负极材料之一。然而,金属钠表面不稳定的固态电解质界面(SEI)和钠枝晶的生长严重限制了金属钠负极的实际应用。最近,南开大学李福军等通过高浓醚类电解液与氢氟醚共溶剂构建了阴离子衍生的SEI膜从而显著改善了金属钠负极的界面稳定性。
文章要点
1)研究人员首先配制了由NaFSI和DME(乙二醇二甲醚)组成的高浓电解液,然后向其中引入1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚(OTE)作为稀释剂实现了局部高浓状态。在该局部高浓电解液中,金属钠表面形成了无机组分梯度变化的SEI膜。OTE的存在使得电解液的溶剂化结构从三维网状聚集体转变为溶剂-阳离子-阴离子团簇,从而使得更多阴离子通过离子-偶极相互作用进入到溶剂化层中。
2)研究人员发现这种溶剂化结构的转变使得阴离子能够逐步分解参与SEI膜的形成过程,从而获得了富 含NaF/NaSON/Na2S等无机物的梯度SEI膜。这些组分能够降低钠离子传输的活化能从而显著提高界面动力学。
参考文献
Xunzhu Zhou et al, Anion Reinforced Solvation forGradientInorganic-Rich Interphase Enables High-Rate and Stable Sodium Batteries, Angewandte Chemie, 2022
DOI: 10.1002/ange.202205045
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202205045?af=R
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