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侴術(shù)雷教授Angew：阻燃、穩(wěn)定循環(huán)、高安全性鈉離子電池

儲(chǔ)能設(shè)備的安全性一直是電池發(fā)展的絆腳石，鈉離子電池也不例外。然而，作為最終解決方案的不可燃電解液往往容易產(chǎn)生副作用，且與電極的相容性差，導(dǎo)致電池失效。

在此，溫州大學(xué)侴術(shù)雷教授等人報(bào)道了一種不易燃的電解液設(shè)計(jì)，通過(guò)氫鍵調(diào)節(jié)電解液的溶劑化結(jié)構(gòu)和優(yōu)化電極-電解液界面，以實(shí)現(xiàn)高性能鈉離子電池。

基于1.2 M 雙（三氟甲磺酰基）酰亞胺鈉-TMP/雙（2,2,2-三氟乙基）醚/碳酸亞乙烯酯（NaTFSI-TMP/BTFE/VC，摩爾比為0.53:1:1.5:0.15) 的電解液設(shè)計(jì)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)固有的不易燃特性和穩(wěn)定的充放電循環(huán)。

高度氟化的BTFE用作稀釋劑分散高度濃縮的鹽溶劑簇，而VC用作“回收溶劑”和成膜添加劑，對(duì)于減少游離TMP分子以恢復(fù)被BTFE破壞的溶劑化結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，并有助于形成穩(wěn)定的電極-電解液界面。

圖1. 基于不可燃電解液電池的電化學(xué)性能

基于開發(fā)的不可燃電解液，在Na₃V₂(PO₄)₃||商用硬碳（NVP||HC）和普魯士藍(lán)||商用硬碳（PB||HC）電池中實(shí)現(xiàn)了高的安全性和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定充放電循環(huán)120次以上，容量保持率超過(guò)85%，同時(shí)具有高循環(huán)庫(kù)侖效率（99.7%）。

這種不可燃電解液表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)性能和增強(qiáng)的安全性能，為具有高安全性和優(yōu)異電化學(xué)性能的SIBs的商業(yè)化提供了指導(dǎo)。

圖2. 電解液溶劑化結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)和理論研究

Fire-retardant, stable-cycling and high-safety sodium ion battery, Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202112382

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