開發(fā)先進(jìn)的電解液對于穩(wěn)定電極/電解質(zhì)界面反應(yīng)，從而延長鈉電池的循環(huán)穩(wěn)定性至關(guān)重要，特別是當(dāng)高壓正極（如NaNi_0.68Mn_0.22Co_0.10O₂（NaNMC））被用于實現(xiàn)電池的高能量密度時。

太平洋西北國家實驗室（PNNL）張繼光、Phung M. L. Le等報道了一種基于雙氟磺酰亞胺鈉（NaFSI）-磷酸三乙酯（TEP）的先進(jìn)電解液，它對高壓正極高度穩(wěn)定，可使鈉電池能夠長期循環(huán)使用。

圖1. Na||NaNMC電池性能

研究顯示，采用這種電解液的Na||NaNMC電池在截止電壓為4.2V和0.5C電流密度下經(jīng)過500次循環(huán)后，容量保持率達(dá)到89%。硬碳||NaNMC的全電池在200次循環(huán)后也表現(xiàn)出83.5%的良好容量保持率。NMBs和NIBs的穩(wěn)定循環(huán)可以歸功于NaNMC正極和HC負(fù)極上形成的穩(wěn)定的CEI和SEI層，這可以抑制正極的表面重構(gòu)、過渡金屬從正極的溶解、SEI的溶解以及電解液/電極界面的連續(xù)副反應(yīng)。

圖2. HC||NaNMC電池性能

循環(huán)后的電極分析顯示，界面CEI和SEI層主要由鹽分解產(chǎn)生，具有較高的穩(wěn)定性能。因此，增強(qiáng)的界面穩(wěn)定性允許NMBs和NIBs在高電壓下持續(xù)運(yùn)行。這些發(fā)現(xiàn)加深了我們對電極-電解質(zhì)界面和電化學(xué)性能之間相關(guān)性的理解，并可以通過操縱電解液的化學(xué)性質(zhì)和界面特性來指導(dǎo)鈉電池的進(jìn)一步改善。

圖3. CEI分析

Stabilizing Interfacial Reactions for Stable Cycling of High-Voltage Sodium Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204995