钠金属电池是极具应用前景的低成本和高能量密度的新储能技术。然而,钠金属阳极的可逆性较差,可以通过构建鲁棒的固体电解质界面(SEI)来优化。近日,南京大学郭少华提出了双弱相互作用电解质(DWIE)的概念,其双层溶剂化结构由弱溶剂化的四氢呋喃作为内层组成,外层通过二丁醚引入偶极相互作用。
本文要点:
1) 这种由接触离子对和聚集体主导的双层溶剂化结构可以促进富含无机物的SEI薄膜形成,从而实现光滑无枝晶的钠金属沉积。通过将二丁基醚的分子构型调整为二异丁基醚,偶极相互作用进一步增强,从而产生更强的弱溶剂化效应。
2) 因此,使用优化DWIE的Na||Cu电池实现了99.22%的高库仑效率,超过了大多数电解质设计策略。同时,在5 C下,Na3V2(PO4)3(NVP)||Na电池实现了超过3000次循环的稳定循环。即使在≈8.8 mg cm−2 NVP负载和50µm厚度Na的严格条件下,全电池也可以实现217次循环的长循环寿命。
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