钠离子电池（SIBs）近年来受到持续关注，主要得益于其资源可持续性、宽广的工作温度范围和低成本，这使得SIBs在大规模能源储存和极端环境条件下具有巨大的应用潜力。然而，由于电极材料的固有特性，SIBs的能量密度较低，限制了其更广泛的应用。
在此，南京大学郭少华团队提出了双弱相互作用电解液（DWIE）的概念，研究显示，其双层溶剂化结构由弱溶剂化的四氢呋喃（THF）作为内层组成，外层则通过二丁醚（DBE）引入THF-DBE分子间的偶极相互作用。由接触离子对和聚集体主导的双层溶剂化结构能够促进生成富含无机物的SEI膜，实现无枝晶的钠金属沉积。通过将DBE的分子结构调整为二异丁基醚（DBEi），主溶剂-共溶剂之间的偶极相互作用进一步增强，导致了更强的弱溶剂化效应。
基于此，使用优化后的DWIE的Na||Cu电池实现了99.22%的高库仑效率。同时，在5C的倍率下，Na3V2(PO4)3（NVP）||Na电池实现了3000次的稳定循环。在约8.8 mg cm-2的NVP负载和50 μm的钠金属条件下，NVP||Na全电池仍可实现217次的长循环寿命。
图1. 1-T、1.86-T和1-T/B电解液与钠金属负极的兼容性
总之，该工作提出了一种双弱相互作用设计策略，并开发了一种新型的适用于SMBs 的电解液。通过选择钠离子弱配位的主溶剂THF，并引入共溶剂DBE与THF之间的偶极相互作用，进一步削弱了Na+与THF之间的结合能，从而促进更多的FSI–与Na+配位，在低盐浓度下实现了以CIPs和AGGs为主导的溶剂化结构。此外，通过调节共溶剂的分子构型，使用DBEi替代DBE，进一步增强了偶极相互作用效应。
得益于阴离子衍生的富无机成分的SEI，使用1-T/B和1-T/Bi电解液的Na||Cu电池的库仑效率显著提升并展现出优异的稳定性。1-T/Bi电解液与钠金属负极的兼容性增强，使得全电池实现了217次的循环寿命。此外，在5C倍率下，使用1-T/Bi电解液的NVP||Na电池展现出超过3000次的稳定循环。因此，该项工作开创了一种新的电解液设计视角，并提供了一种实现弱溶剂化策略的通用方法，具有在其他电池系统中的应用前景。
图2. 不同电解液下NVP||Na电池的电化学性能
Modulating Double-Layer Solvation Structure via Dual-Weak-Interaction for Stable Sodium-Metal Batteries, Advanced Energy Materials 2025 DOI: 10.1002/aenm.202405803
声明：如需转载请注明出处（华算科技旗下资讯学习网站-学术资讯），并附有原文链接，谢谢！
