在低温和稀电解液条件下实现高性能的碱金属负极对于提高下一代电池的高能量密度和更高的安全性至关重要。
近日，美国达特茅斯学院李玮瑒教授报道了使用乙醚-[C4C1im][BF4]复合电解液，钠金属负极可以稳定在LT（0到−40 °C）和稀电解液（低至1.0 μL mAh−1）条件下。此外，在500个小时内，在2 mA cm-2的电流密度显示出前所未有的高可逆容量，高达50 mAh cm-2。
文章要点
1）实验数据表明，SEI的优异性能归功于其快速的离子传输、优异的脱溶能力和在LT下的高电化学稳定性，以及SEI的结构完整性。
2）采用乙醚-[C4C1im][BF4]复合电解液的Na-Na3V2(PO4)3全电池在-20 °C，2 C 下，1000次循环中保持了98 mAh g−1（90.7%的容量保持率）的可逆容量，库仑效率为99.6%。同时，在0.5~5 C的不同倍率下，这种LT电池在室温下的容量为88.6%~97.2%。此外，在−20到25 °C的不同温度下，稳定的Na-CO2电池也可以循环50次。
3）通过系统地研究具有低凝固点和对碱金属具有高电化学/化学惰性的其他潜在离子液体，有望在未来开发出其他高性能LT碱金属电池，如锂（或钾）-空气电池。
Xiaofei Hu, et al, Deeply Cycled Sodium Metal Anodes at Low Temperature and Lean Electrolyte Conditions, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202014241
https://doi.org/10.1002/anie.202014241
