非对称磺酰胺设计助力钠离子电池高性能突破

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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。

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