非易燃深共晶电解质中的协同协调效应在高性能钠离子电池中的应用

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：Synergic Coordination Effect in Nonflammable Deep Eutectic Electrolyte for High-Performance Sodium-Ion Batteries

钠离子电池中通过N-甲基乙酰胺与钠二氟氧代硼酸协同作用设计新型深熔电解质，实现高离子电导率（4.03 mS/cm）、耐高温（94.3%循环保持率）及优异电极-电解质界面兼容性，使全电池在5 C倍率下循环7000次保持86.8%容量，并具备90.7%循环稳定性与高温性能优势。

　　

摘要

深共晶电解质（DEEs）正成为一类极具前景的下一代电解质，有望彻底改变安全钠离子电池（SIBs）的性能。然而，阻碍SIBs发展的一个重要挑战是缺乏能够同时满足电解质导电性、界面兼容性和安全性的合适DEEs。在这项研究中，我们通过整合N-甲基乙酰胺（NMA）和钠二氟（草酸）硼酸盐（NaDFOB），利用Na键和氢键之间的协同作用设计了一种DEE。研究发现，NMA中的极性C=O基团与Na⁺离子之间的独特相互作用，以及与DFOB^?阴离子的氢键结合，促进了DEE的形成。所设计的DEE表现出优异的离子导电性（25°C时为4.03 mS cm^?1）、较高的氧化电压（4.63 V vs Na⁺/Na）以及不可燃性。其独特的溶剂化结构显著提高了电极-电解质界面的兼容性，使用NVP||Na电池的循环性能表现出色（在5 C电流下经过7000次循环后仍保持86.8%的容量）和优异的倍率性能。此外，该DEE在高温下仍能保持稳定性能（使用NVP||Na电池经过120次循环后容量保持94.3%），整个电池的循环稳定性（经过300次循环后容量保持90.7%）和倍率性能也得到了显著提升。将基于酰胺的共晶电解质引入SIBs为电解质设计带来了新的活力，推动了高性能SIBs的发展。

图形摘要

在这项工作中，我们报道了一种新型的基于钠的深共晶电解质，它通过Na─O键和氢键的双重协同作用形成，其独特的溶剂化结构显著提高了电极-电解质界面的兼容性，从而使得钠离子电池的性能非常出色。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。