通过调节离子溶剂化结构来构建强大的正负极界面是电解液设计的原则。
然而，电解液/溶剂化结构的设计方法和理论原则，及其对电化学性能的影响仍然是模糊的。
图1 电解液溶剂化结构的设计原理和物理性质研究展示图
基于此，厦门大学董全峰、郑明森团队，在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《A weakly coordinating-intervention strategy for modulating Na+ solvation sheathes and constructing robust interphase in sodium-metal batteries》的研究论文。
图2 通过分子动力学（MD）模拟，研究不同电解液的溶剂化环境
文中，作者提出了一种阳离子弱配位干预策略，用于调节 Na+ 的溶剂化鞘，并在钠金属电池中构建稳健的正负极界面结构。
与局部高浓度电解液不同，1,2-二氟苯可以与Na+弱配位，从而将溶剂化结构转化为Na+阴离子结合结构，并通过与盐分解结合来加强正负极界面的形成。
此外，还揭示了电极界面性质与溶剂化结构之间的相关性，这可以通过弱配位来调节。
图3 Na||Cu和Na||Na电池的电化学性能测试展示图
最终，在1mA cm−2的Na‖Cu电池中，经过调节的电解液在循环600次中的库仑效率达到 97.5%，在Na‖Na电池中的寿命更长(2500h)。
同时，Na‖PB电池实现了在4.8V下的长期运行，以及在宽温度下的运行。
文献信息：Wang, C., Sun, Z., Liu, Y. et al. A weakly coordinating-intervention strategy for modulating Na+ solvation sheathes and constructing robust interphase in sodium-metal batteries. Nat Commun 15, 6292 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50751-w
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