基于溶剂链长工程的混合电解液设计实现全气候钠离子电池高性能运行

来自国内的研究人员针对钠离子电池高倍率性能、长循环寿命、高电压耐受性及宽温域适应性难以协同优化的难题，通过溶剂链长工程策略设计了一种新型混合电解液。该研究耦合短链醚（促进低温动力学）与长链二醇醚（提升热/电压稳定性），引入DOL和FEC添加剂重构Na?溶剂化结构，实现离子电导率与界面稳定性的平衡。结果表明：Na3V2(PO4)3||Na电池在10 C倍率下循环9500次后容量保持82.75 mAh g?1，对称钠电池稳定运行超一年，工作温域扩展至-40~60°C。该研究为多性能指标协同提升的实用化钠电池开发提供了新思路。

　　

通过巧妙的溶剂链长工程设计，研究人员开发出一种混合溶剂电解液体系，将具有快速离子传输能力的短链醚类溶剂与可提升热稳定性和电压耐受性的长链二醇醚相结合，并引入1,3-二氧戊环(DOL)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加剂。这种策略重新定义了钠离子(Na?)的溶剂化化学环境：系统性的溶剂-溶剂相互作用调控弱化了Na?-溶剂的结合强度，从而加速了离子传输；而FEC诱导形成的阴离子富集配位壳层则显著增强了电极-电解液界面稳定性。

该电解液使得Na₃V₂(PO₄)₃||Na电池在10 C高倍率下经历9500次循环后仍能保持82.75 mAh g^?1的可逆放电容量，在1 C倍率下可持续运行600天，且工作温度范围扩展至-40°C至60°C的极宽区间。对称Na||Na电池更展现出超过一年的稳定循环能力。此外，该电解液在2.0–4.5 V的宽电压窗口内与多种商业化正极材料具有良好的兼容性，并在全电池体系中展现出优异的宽温域适应性能。

此项工作证明，通过溶剂链长驱动的溶剂化工程可同时解决钠离子电池在动力学、热力学及界面化学方面的多重挑战，为开发具有均衡综合性能指标的全气候钠离子电池提供了一条切实可行的技术路径。