BAT365官网碳中和技术创新研究院李林团队在国际权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.上发表学术文章

得益于丰富的钠储量，钠离子电池(SIBs)在下一代大规模储能系统中引起了广泛关注。与锂离子电池相比，Na⁺离子半径大、原子量大，导致电极材料体积变化大，电化学反应动力学缓慢，不可避免地阻碍了SIBs的长循环寿命和快速充电性能。同时，循环过程中反复的体积变化对构建坚固的电极-电解液界面(EEI)以实现卓越的电化学性能提出了更大的挑战。迄今为止，电极材料在提高SIBs的快充性能和循环稳定性方面已取得了重大进展。然而，EEI的研究尚处于起步阶段。阴离子增强的溶剂化结构有利于构建富含无机物的EEI，具有快速离子传输和高强度模量的优势，是提高电化学性能的有效策略。阴离子增强溶剂化鞘的构建主要集中在调节阴离子比例或调节阴离子与溶剂的配位能力，主要包括以下三种类型: (1)增加阴离子的比例，例如高浓度电解液和局部高浓度电解液，由于配位溶剂不足导致更多阴离子占据溶剂化构型配位；(2)削弱Na⁺-溶剂的相互作用，通过引入四氢呋喃(THF)、1,4-二氧六环(1,4-DX)、高氟化共溶剂等弱配位溶剂；(3)引入硝酸根(NO₃^-)、三氟乙酸根(TFA^-)等强配位阴离子增强Na⁺-阴离子的相互作用。然而独特的阴离子增强型溶剂化结构会导致钠盐解离度降低，降低电解液的离子电导率，并限制电池的快充性能。因此合理设计具有高离子电导率的阴离子增强型电解液，是实用快充SIBs的关键。

图1. 电解液设计。(a) 弱溶剂化电解液和混合酯醚电解液示意图; (b) 三种电解液的溶剂化结构示意图和优势；(c) 1.0 M NaPF₆基电解液的离子电导率；(d) EC、PC、G1、G2和THF溶剂的静电势密度；(e) Na⁺-PC/G1、Na⁺-PC/G2、Na⁺-PC/THF、Na⁺-PC和Na⁺-THF簇的结合能和电子亲和能。

近日，BAT365官网碳中和技术创新研究院李林团队联合安徽大学张朝峰在国际权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.上发表题为《Entropy-Assisted Anion-Reinforced Solvation Structure for Fast-Charging Sodium-Ion Full Batteries》的学术论文。本文提出了一种具有阴离子增强型溶剂化结构和高离子电导率的混合酯醚电解液，诱导阴离子衍生的坚固电极-电解液界面的形成。将弱溶剂化的醚基溶剂四氢呋喃(THF)引入到碳酸丙烯酯(PC)基电解液中，记为1.0 M NaPF₆-PC/THF，调节更多的PF₆^-阴离子参与到Na⁺内鞘中，加速脱溶过程。此外，由熵效应引起的分子多样性增加的弱溶剂化结构可以增强离子电导率和快速的界面动力学。18650圆柱PB||HC全电池在100次循环后容量保持率为82.5%。这项工作强调了熵辅助的混合酯醚电解液在高性能钠离子电池中的潜力。相关文章发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，BAT365官网侴术雷教授、李林特聘教授以及安徽大学张朝峰为该论文共同通讯作者，相关工作受到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、浙江省自然科学基金、国家电网科技计划等项目的支持。

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原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202410494