近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員李先鋒、研究員鄭瓊團隊和中國科學院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員藺洪振合作，在鈉離子電池電解液研究方面取得新進展。相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學會能源快報》上。

鈉離子電池具有資源豐富、成本低廉、性價比高等優(yōu)勢，在中低速電動車和大規(guī)模儲能等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。醚類電解液因其低熔點和高電導(dǎo)性等優(yōu)勢成為鈉離子電池相適配的優(yōu)選電解液體系之一。但是，醚類電解液較高的最高占據(jù)分子軌道能級（HOMO）使其固有抗氧化性不足，當電池電壓超過4.0V時，會發(fā)生劇烈氧化分解，難以形成穩(wěn)定可靠的電極/電解液界面，造成嚴重的不可逆容量損失和較差的電化學穩(wěn)定性，因此無法有效應(yīng)用于電壓較高的正極材料體系。同時，醚類電解液的低閃點和易燃性增加了其高溫下的熱失控風險，也限制了其在鈉離子電池中的普適性應(yīng)用。

針對上述問題，研究團隊利用全氟陰離子與正極和溶劑之間的相互作用，設(shè)計并開發(fā)了系列含全氟陰離子添加劑的醚類電解液體系。研究發(fā)現(xiàn)，添加劑和正極間的強親和作用，可發(fā)生優(yōu)先吸附，減少了自由溶劑分子與電極間的接觸；同時，高HOMO能級可作為自犧牲劑優(yōu)先于溶劑氧化，實現(xiàn)了醚類電解液耐受電壓由3.6V提高至4.5V，循環(huán)1900次后容量保持率高達91%。此外，團隊還發(fā)現(xiàn)，全氟陰離子添加劑和醚類溶劑之間形成的-C-F··H-C-贗氫鍵，可以顯著改善電解液的熱穩(wěn)定性，在60 °C下穩(wěn)定循環(huán)100次后容量基本無衰減。

該新型醚類電解液體系的開發(fā)，不僅為鈉離子電池界面化學調(diào)控提供了創(chuàng)新的設(shè)計思路，而且對拓寬醚類電解液體系在鈉離子電池中的實際應(yīng)用提供了新思路。