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湖大馬建民Angew：4.7V高壓鈉金屬電池！

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本文提出了一種陰/陽離子溶劑化策略

湖大馬建民Angew：4.7V高壓鈉金屬電池！
因為具有豐富的Na資源，鈉金屬電池（SMBs）被認為是有前景的電池系統。然而，電解液和正極之間的兼容性差，嚴重阻礙了它的發展。
湖南大學馬建民等提出了一種陰/陽離子溶劑化策略，以NaClO4和三甲氧基（五氟苯基）硅烷（TPFS）作為雙添加劑（DA）來實現耐4.7V高壓的SMBs電解液。
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圖1. 高壓Na||Na3V2(PO4)2O2F電池性能
與空白電解液相比，基于以下三點，采用DA的電解液具有更高的氧化穩定性。ClO4-與Na+有很強的配位作用，與溶劑形成聚合鏈，減少了充電過程中大量溶劑的持續分解。TPFS可以優先與PF6-協調，削弱PF6-溶劑的相互作用，加速PF6-脫溶劑化，從而大大提升了電解液的氧化穩定性。
此外，由于TPFS的高濃度Si-O基團，DA電解液具有自我凈化能力，可以清除電解液中的不良物種，有效防止CEI/SEI的腐蝕。
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圖2. CEI表征
因此，這種電解液將碳酸酯電解液的氧化穩定性從3.77V提高到4.75V，并使Na||Na3V2(PO4)2O2F(NPF)電池在4.7V下循環500次后，容量保持率達到93%，平均庫倫效率(CE)達到99.6%，并提供了長期的Na沉積/剝離和顯著的樹枝狀物抑制能力。因此，這項工作為提高SMB的抗氧化性和賦予傳統碳酸酯電解液的自凈化能力提供了一個可行的策略。
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圖3. 鈉沉積/剝離性能
Highly Oxidation-Resistant Electrolyte for 4.7 V Sodium Metal Batteries Enabled by Anion/Cation Solvation Engineering. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202214198

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