相較資源有限的鋰離子電池,，鈉離子電池是一種極具前景的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù),，尤其適用于大規(guī)模儲(chǔ)能系,。然而，大多數(shù)鈉離子電池體系仍基于傳統(tǒng)碳酸酯基電解液,，這種電解液的熱穩(wěn)定性差,、揮發(fā)性高且易燃,，在機(jī)械沖擊,、熱沖擊、過(guò)充或短路等惡劣條件下,，給電池帶來(lái)了顯著的安全隱患,。隨著未來(lái)為大規(guī)模應(yīng)用開(kāi)發(fā)的鈉離子電池?cái)?shù)量和規(guī)模的增加，這些問(wèn)題將進(jìn)一步加劇,，嚴(yán)重威脅到這一電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的擴(kuò)展,。

圖 1.電解質(zhì)設(shè)計(jì)原則

近日我校化材學(xué)院李林特聘教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)賴(lài)偉鴻研究員及上海大學(xué)李麗教授在國(guó)際權(quán)威期刊National Science Review上發(fā)表題為《Modulating Ion-Dipole Interactions in Nonflammable Phosphonate-Based Electrolyte for Safe and Stable Sodium-Ion Pouch Cells》的學(xué)術(shù)論文,，這也是我校首次在該期刊上發(fā)表論文,。在本研究中通過(guò)陽(yáng)離子-陰離子間相互作用的調(diào)節(jié)以及分子空間位阻的差異，選擇性增強(qiáng)低溶劑化能配體分子在Na+溶劑化殼層中的配位數(shù),，從而實(shí)現(xiàn)有利且可調(diào)的界面化學(xué),。基于此,，作者將一系列低溶劑化能的碳酸酯分子（EC,、PC、VC,、DEC,、EMC）分別引入到高溶劑化能的磷酸酯（TEP）溶劑中，通過(guò)增強(qiáng)Na+陽(yáng)離子與ClO4-陰離子之間的相互作用,，選擇性的提高了低溶劑化能的碳酸酯分子的競(jìng)爭(zhēng)配位能力,，促使形成富含碳酸酯分子的溶劑化結(jié)構(gòu)，最終構(gòu)筑了以碳酸酯分子分解為主的穩(wěn)定界面化學(xué),。得益于此,，該電解液設(shè)計(jì)解鎖了低溶劑化能分子在溶劑化殼層中較弱競(jìng)爭(zhēng)配位能力的限制，構(gòu)建了一種低成本,、完全無(wú)氟且阻燃的電解液,，使得普魯士藍(lán)||硬碳軟包電池在高負(fù)載量條件下（正極：20 mg/cm-2,；負(fù)極：12 mg/cm-2）循環(huán)50圈后，仍有高達(dá)96%的容量保持率,，展示了巨大的實(shí)際應(yīng)用潛力,。相關(guān)文章發(fā)表在National Science Review上，溫州大學(xué)為第一通訊單位,，第一作者曾是我院聯(lián)培生楊卓,，目前在復(fù)旦大學(xué)攻讀博士學(xué)位，我院侴術(shù)雷教授,，李林特聘教授以及復(fù)旦大學(xué)賴(lài)偉鴻研究員,、上海大學(xué)李麗教授為共同通訊作者，相關(guān)工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金,，浙江省自然科學(xué)基金,，國(guó)家電網(wǎng)科技項(xiàng)目以及溫州自然科學(xué)基金的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwae466