鈉金屬電池(SMBs)由于其豐富的鈉含量和高的重量容量而成為最有前途的儲能技術之一。然而，SMB的安全應用受到活性金屬鈉和高度易燃電解質的阻礙（例如不可控枝晶生長、氣體和火災問題）。

在此，香港中文大學盧怡君團隊報告了一種新型溴基不易燃電解液，用于金屬鈉電池，該電解液使用阻燃的 2-溴-1-（2-溴乙氧基）乙烷（BBE）溶劑。由于自由基清除劑解離的能壘較低，這種溶劑不僅比典型的 P、Cl、F 基不易燃溶劑具有更高的阻燃性，而且還衍生出一種含有 NaBr 的固態電解質界面 (SEI)，具有較高的離子傳導性，可抑制鈉枝晶和氣化問題。

基于 BBE 的電解質延長了Na₃V₂(PO₄)₃/Na 電池的循環壽命（80% 容量保持率），從傳統電解質的 60 次循環延長到 1500 次循環，并保證了 Na/Na 對稱電池 1400 小時的穩定循環。研究人員進一步展示了一種鈉金屬軟包電池，在 1C 下循環 264 次后，容量保持率達到 97.9%。

圖1. 溴基不易燃電解質的基本特性

總之，該工作利用易解離和有效終止的溴化物清除劑，開發出了一種溴基不易燃電解液。與其他類別的清除劑（包括 F、P、Cl 類阻燃劑）相比，溴系清除劑顯示出更高效的阻燃能力。

此外，從電解質中衍生出的含 NaBr 的固體電解質界面可以促進鈉離子的傳輸，從而有助于抑制枝晶的生長和產氣問題。在使用 100 μm鈉金屬負極的軟包電池中，也證明了這種電解質的升級潛力。這種基于溴化物的不易燃電解質設計為安全、長壽命鈉金屬電池的阻燃溶劑開辟了一條新的道路。

圖2. 金屬鈉軟包電池演示

Bromide-based nonflammable electrolyte for safe and long-life sodium metal batteries, Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee03332e