近日，華東理工大學(xué)化工學(xué)院李春忠教授、陳龍教授團隊聯(lián)合宋震教授在鈉離子電池電解液領(lǐng)域取得新進展，首次提出電解液溶劑化結(jié)構(gòu)中均勻的電子云分布對電池性能的影響機制。相關(guān)成果發(fā)表于《先進功能材料》。
鈉離子電池作為鋰離子電池的良好補充和替代方案，因其原材料豐富和成本低廉而備受關(guān)注。高性能的電解液是鈉離子電池的關(guān)鍵。常見的醚類電解液具有粘度較低、還原穩(wěn)定性好、低溫性能好等特點，但是存在氧化穩(wěn)定性差、沸點低等不足，因而限制了其廣泛使用。
對此，研究團隊開發(fā)了一種新型醚類電解液BG3，其溶劑化結(jié)構(gòu)由于電子云分布均勻，表現(xiàn)出更高的結(jié)合能和更小的靜電勢差值，增強了氧化和還原穩(wěn)定性。電解液擁有超過5V的穩(wěn)定窗口，在高電壓正極材料 Na?V?(PO?)?F?上可以穩(wěn)定循環(huán)，展現(xiàn)出優(yōu)異的高壓穩(wěn)定性。并且實現(xiàn)了Na3V2(PO4)3||Hard Carbon全電池、Na4Fe?(PO?)?P?O?||Hard Carbon軟包全電池的穩(wěn)定循環(huán)，后者可實現(xiàn)超過99.9%的庫侖效率和在500次循環(huán)后89.2%的容量保持率。
本研究強調(diào)了溶劑化結(jié)構(gòu)中均勻電子云分布對電解液性能的影響，并提出了一種有前景的電解液設(shè)計策略，可以給高性能鈉離子及其他陽離子基電池電解液的設(shè)計提供參考。
