华中科技大学韩建涛、方淳ACS Nano：低温钠金属电池中偶极重排诱导的温敏型溶剂化结构

背景：钠金属电池是下一代高能量密度储能系统的理想候选，但其低温性能受限于传统电解液界面动力学迟缓、钠离子去溶剂化能垒高等问题。研究目的：本研究旨在通过设计一种温敏型电解液，利用氟代碳酸乙烯酯（FEC）的偶极重排效应，调控低温下的溶剂化结构，以提升钠金属电池的低温电化学性能。结论：研究成功设计出NFE-30电解液，其通过FEC的偶极重排在低温下触发溶剂化结构从EMC主导转变为FEC主导，显著降低了钠离子的去溶剂化能垒，并形成薄且富含有机物的电极-电解液界面层。这使得装配P2型和O3型层状正极的钠金属电池在-20°C和-40°C下均表现出优异的循环稳定性和可逆容量，为极端条件下电池的电解液设计提供了新思路。