由于鈉的成本效益和廣泛的地理可用性,室溫鈉金屬電池(SMB)引起了極大的興趣,而嚴(yán)重的安全問題長期以來阻礙了其實際應(yīng)用。在此,同濟大學(xué)羅巍教授等人提出了一種滅火烷基,即1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-3-甲氧基-4-(三氟甲基)-戊烷(DMTP),對金屬鈉極端穩(wěn)定且與傳統(tǒng)的碳酸鹽基電解液不混溶。作者將其注入電解液(FEIE)中使 DMTP與電解液兼容,在保持固有不易燃性的同時顯示出進一步提高的穩(wěn)定性。在此設(shè)計中,非極性1,1,2,2-四氟-2,2,3,3-四氟丙基醚(TTE)被用作共溶劑通過其兩親性使DMTP和氟化碳酸酯電解液(NaPF6/FEC-DMC)具有混溶性。DFT和分子動力學(xué)(MD)模擬證實,TTE對DMTP和氟化碳酸鹽電解液都有很強的親和力。圖1. TTE分子實現(xiàn)碳酸電解液與DMTP之間的混溶添加高度氟化的TTE進一步導(dǎo)致游離碳酸酯溶劑減少,這有效地減輕了鈉金屬負極上碳酸酯的連續(xù)分解。此外,由氟化溶劑和陰離子的預(yù)還原原位誘導(dǎo)的富含無機物的SEI促進了鈉負極的均勻沉積形態(tài)和高電鍍/剝離可逆性。因此,基于這種電解液的Na/Cu電池獲得了高的庫倫效率(96.6%),并在Na/Na對稱電池中穩(wěn)定運行超過1000小時。此外,Na/NVP全電池在1000次循環(huán)中具有高的平均庫倫效率(99.8%)和容量保持率(89.6%)。該策略為實現(xiàn)高度安全穩(wěn)定的SMB提供了一種很有前途的策略,拓寬了利用不相溶溶劑的范圍和開辟了新途徑。圖2. 基于該電解液Na/NVP全電池的電化學(xué)性能Implanting a Fire-Extinguishing Alkyl in Sodium Metal Battery Electrolytes via a Functional Molecule, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202109378