相較資源有限的鋰離子電池，鈉離子電池是一種極具前景的電化學儲能技術，尤其適用于大規模儲能系。然而，大多數鈉離子電池體系仍基于傳統碳酸酯基電解液，這種電解液的熱穩定性差、揮發性高且易燃，在機械沖擊、熱沖擊、過充或短路等惡劣條件下，給電池帶來了顯著的安全隱患。隨著未來為大規模應用開發的鈉離子電池數量和規模的增加，這些問題將進一步加劇，嚴重威脅到這一電化學儲能技術的擴展。

圖 1.電解質設計原則

近日我校化材學院李林特聘教授團隊聯合復旦大學賴偉鴻研究員及上海大學李麗教授在國際權威期刊National Science Review上發表題為《Modulating Ion-Dipole Interactions in Nonflammable Phosphonate-Based Electrolyte for Safe and Stable Sodium-Ion Pouch Cells》的學術論文，這也是我校首次在該期刊上發表論文。在本研究中通過陽離子-陰離子間相互作用的調節以及分子空間位阻的差異，選擇性增強低溶劑化能配體分子在Na+溶劑化殼層中的配位數，從而實現有利且可調的界面化學。基于此，作者將一系列低溶劑化能的碳酸酯分子（EC、PC、VC、DEC、EMC）分別引入到高溶劑化能的磷酸酯（TEP）溶劑中，通過增強Na+陽離子與ClO4-陰離子之間的相互作用，選擇性的提高了低溶劑化能的碳酸酯分子的競爭配位能力，促使形成富含碳酸酯分子的溶劑化結構，最終構筑了以碳酸酯分子分解為主的穩定界面化學。得益于此，該電解液設計解鎖了低溶劑化能分子在溶劑化殼層中較弱競爭配位能力的限制，構建了一種低成本、完全無氟且阻燃的電解液，使得普魯士藍||硬碳軟包電池在高負載量條件下（正極：20 mg/cm-2；負極：12 mg/cm-2）循環50圈后，仍有高達96%的容量保持率，展示了巨大的實際應用潛力。相關文章發表在National Science Review上，溫州大學為第一通訊單位，第一作者曾是我院聯培生楊卓，目前在復旦大學攻讀博士學位，我院侴術雷教授，李林特聘教授以及復旦大學賴偉鴻研究員、上海大學李麗教授為共同通訊作者，相關工作受到國家自然科學基金，浙江省自然科學基金，國家電網科技項目以及溫州自然科學基金的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwae466