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非对称磺酰胺设计助力钠离子电池高性能突破

来源:Nature   发布时间:2026-03-25 14:04:39

我们提供未经编辑的手稿版本,旨在让读者尽早获知相关发现。在正式发表前,该手稿还将经历进一步编辑。请注意文中可能存在影响内容的错误,所有法律免责声明均适用。

为实现商业化落地,钠离子电池需在高压截止电压及低温条件下工作。这就要求电解液设计既要提供足够的氧化稳定性以支持高压循环,又要在低温下保持高离子迁移率。

为此,研究人员设计了一种不可燃的磺酰胺溶剂分子——N-乙基-N-甲基三氟甲磺酰胺。通过引入不对称烷基取代基,制造出几何弯折结构,阻碍冷却过程中的有效晶体堆积,从而获得低熔点(-86°C)。

所得基于磺酰胺的电解液展现出较弱的离子 - 偶极相互作用,以及富含接触离子对和聚集体的有利溶剂化结构。这有助于在正负极表面形成高度稳定且导电性优异的界面层。

得益于上述特性,该电解液使得 1Ah 级硬碳||NaNiFeMnO 软包电池即使在 -60°C 和 -70°C 下,仍能分别保持 69.8% 和 42.3% 的室温容量。同时,在 4.15 V 和 4.2 V 的高上限截止电压下循环 1500 次和 1000 次后,容量保持率分别达到 90.0% 和 81.6%。

该基于磺酰胺的电解液还提升了高温循环稳定性,并延缓了软包电池层面的热失控发生与触发。本研究为溶剂分子与电解液设计提供了基础见解,有助于推动高能量密度及宽温域钠离子电池的发展。


碳索储能网 https://cn.solarbe.com/news/20260325/50020546.html

新闻介绍:

我们提供未经编辑的手稿版本,旨在让读者尽早获知相关发现。在正式发表前,该手稿还将经历进一步编辑。请注意文中可能存在影响内容的错误,所有法律免责声明均适用。 为实现商业化落地,钠离子电池需在高压截止电压及低温条件下工作。这就要求电解液设计既要提供足够的氧化稳定性以支持高压循环,又要在低温下保持高离子迁移率。 为此,研究人员设计了一种不可燃的磺酰胺溶剂分子——N-乙基-N-甲基三氟甲磺酰胺。通过引入不对称烷基取代基,制造出几何弯折结构,阻碍冷却过程中的有效晶体堆积,从而获得低熔点(-86°C)。 所得基于磺酰胺的电解液展现出较弱的离子 - 偶极相互作用,以及富含接触离子对和聚集体的有利溶剂化结构。...

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