通過調節離子溶劑化結構來構建強大的正負極界面是電解液設計的原則。
然而，電解液/溶劑化結構的設計方法和理論原則，及其對電化學性能的影響仍然是模糊的。
圖1 電解液溶劑化結構的設計原理和物理性質研究展示圖
基于此，廈門大學董全峰、鄭明森團隊，在國際頂級期刊Nature Communications發表題為《A weakly coordinating-intervention strategy for modulating Na+?solvation sheathes and constructing robust interphase in sodium-metal batteries》的研究論文。
圖2 通過分子動力學（MD）模擬，研究不同電解液的溶劑化環境
文中，作者提出了一種陽離子弱配位干預策略，用于調節 Na+ 的溶劑化鞘，并在鈉金屬電池中構建穩健的正負極界面結構。
與局部高濃度電解液不同，1,2-二氟苯可以與Na+弱配位，從而將溶劑化結構轉化為Na+陰離子結合結構，并通過與鹽分解結合來加強正負極界面的形成。
此外，還揭示了電極界面性質與溶劑化結構之間的相關性，這可以通過弱配位來調節。
圖3 Na||Cu和Na||Na電池的電化學性能測試展示圖
最終，在1mA cm?2的Na‖Cu電池中，經過調節的電解液在循環600次中的庫侖效率達到 97.5%，在Na‖Na電池中的壽命更長(2500h)。
同時，Na‖PB電池實現了在4.8V下的長期運行，以及在寬溫度下的運行。
文獻信息：Wang, C., Sun, Z., Liu, Y. et al. A weakly coordinating-intervention strategy for modulating Na+ solvation sheathes and constructing robust interphase in sodium-metal batteries. Nat Commun 15, 6292 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50751-w
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