由于形成可溶、連續增厚的SEI層和電極穩定性差，傳統的碳酸鹽基電解液在鈉離子電池（SIB）中的廣泛應用遇到了許多障礙。相比之下，由于其穩定的溶劑化結構和化學穩定性，醚基電解液（EBEs）可形成高質量的SEI并表現出與電極的良好相容性，從而實現高度可逆反應和快速的反應動力學。

在此，北京理工大學吳川教授、白瑩教授及李雨副研究員等人全面總結了EBEs的基本原理，包括其基本物理化學性質及電解液組分的優化。一般來說，EBEs具有高離子電導率、相對低的氧化電位，尤其是優異的還原穩定性。通過比較不同醚類溶劑和鈉鹽的性質和溶劑化效果，由于其高穩定性、離子電導率和SEI形成，DEGDME中的NaCF₃SO₃似乎是最合適的電解質。隨后，深入討論了EBEs優異性能的獨特性和機理，綜述了溶劑共插層在石墨、軟碳和硬碳材料中的性能、行為、機理和條件。

此外，鑒于EBEs可極大提高電極的電化學性能，作者分析了其化學性質、界面特性、電極性能和電池性能之間的關系：（1）EBEs可調節電極上薄的、富含無機物的層狀SEI的形成，這有助于高ICE、穩定循環和高倍率性能；（2）EBEs由于醚溶劑的飽和鍵而顯示出與電極的極好相容性。

圖1. 電解液化學、SEI特性、電極性能和電池性能之間的影響關系總結

最后，作者提出了EBEs發展的挑戰和未來展望：

（1）闡明電解液對電極行為和結構的影響機理。為什么EBEs會影響電極反應及是否會引起電極結構變化仍不清楚，電極與EBEs之間的相互作用需要進一步探索；

（2）加強對EBEs基本特性和溶劑化作用的認識。碳酸鹽基電解液的類似性質在鋰/鈉離子電池中得到了充分研究，但對醚基電解液的研究很少；

（3）探索先進的計算模擬和表征技術。先進計算模擬將有助于模擬電解液的行為、與電極作用及SEI形成/演化過程，先進表征技術對準確獲得電解液和界面實際特性至關重要。

（4）提高高壓穩定性。高壓正極可提高SIBs的能量密度，應擴大EBEs相對較窄的電壓窗口；

（5）設計新型電解液并定制理想的SEI層。具有薄、富含無機成分和層狀結構的SEI可有效提高電池性能，因此可通過定制電解液組合物以獲得理想的SEI層。

圖2. 用于高性能SIBs的EBEs研究方向展望

Ether-based electrolytes for sodium ion batteries, Chemical Society Reviews 2022. DOI: 10.1039/D1CS00948F