近日，环境与化学工程学院蒋永钻研员、赵兵钻研员课题组在国际驰名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上颁发关于阴离子受体增长剂实现碳酸酯电解液系统超低温钠金属电池的钻研成就，论文标题为“A Novel Anion Receptor Additive for -40?C Sodium Metal Batteries by Anion/Cation Solvation Engineering”。

钠金属电池（SMBs）以其较高的理论比容量、丰硕的储量和良好的低温机能而闻名，引起了人们的宽泛关注。然而，钠离子（Na⁺）的大离子半径和缓慢的界面离子传输动力学故障了它们的现实利用。以往的钻研很少从阴离子的角度调控电解液的机能，作为电解液的沉要组成部门，阴离子调控机造尚不明显。

该工作创新性地选取阴离子受体（4-氨基苯硼酸嚬哪醇酯，ABAPE）作增长剂，调造电解液的溶剂化结构，开发了一种合用于超低温钠金属电池的阴/阳离子溶剂化战术。ABAPE通过路易斯酸碱作用结合阴离子，增长游离离子、溶剂分离离子对（SSIP）和接触离子对（CIP）的数量，从而改善离子迁徙率和传输电导率。ABAPE也成功参加Na⁺的第一溶剂化壳层，从而与碳酸酯溶剂（EC和DEC）的配位数削减。ABAPE对阳离子和阴离子的双沉作用使Na⁺更容易去溶剂化，钠描摹由树枝状沉积转变为球状沉积，推进了Na⁺的均匀沉积。此表，ABAPE可与电解液中的痕量水形成氢键，从而抑造氢氟酸（HF）的形成。这些个性在抑造电极侵蚀和推进成立不变的电极界面方面起着至关沉要的作用。组装的磷酸钒钠||钠全电池在-40?C实现陆续不变循环。该项工作通过阴离子调控，为改善传统碳酸酯电解液在极端前提下的合用性提供了可行战术。

阴离子受体ABAPE对电解液结构的调控机理以及钠沉积示意图

亿万先生MR环境与化学工程学院博士生李萌为该论文第一作者，亿万先生MR蒋永钻研员、赵兵钻研员、李文荣副钻研员、张久俊院士为论文共同通讯作者，亿万先生MR为第一实现单元。该项工作得到国度天然科学基金（22179080, 22379091）和中国科学基金会博士后科研项目（GZC20241070）的支持。

蒋永、赵兵课题组对锂/钠金属负极设计开发有着多年的钻研经验，萦绕三维负极骨架设计、表表改性和电解液开发获得系列成就：三维负极骨架设计（Energy Storage Materials, 2023, 54, 885）、锂/钠负极表表人为SEI建饰（Nano Energy, 2024, 120, 109150；Energy Storage Materials, 2023, 63, 103009），电解液增长剂（Advanced Energy Materials, 2024, 14(27),202400365）等

？⒌母吖β4680全极耳钠离子圆柱电池，在发展两轮车换电业务试用验证。

文章链接：https://doi.org/10.1002/ange.202413806