复旦大学高悦Angew.：突破极寒瓶颈！单分子添加剂一站式解决钠电池低温三大难题

本研究针对钠离子电池在低温环境下存在的首圈钠离子不可逆损耗、电解液冻结及粘度飙升三大瓶颈问题展开。研究团队复旦大学高悦等人借助机器学习筛选出四乙基硼酸钠(NaB(C₂H₅)₄)作为单分子多功能添加剂,该分子在4.0 V以下通过自由基裂解完全分解:释放Na⁺以补充活性钠离子,生成三乙基硼(B(C₂H₅)₃)作为低凝固点共溶剂,并产生丁烷(C₄H₁₀)充当降粘稀释剂。实验结果显示,该添加剂可将醚类电解液凝固点降至−85.0 ℃,在−60 ℃时离子电导率达0.61 mS cm⁻¹、粘度降至49.7 mPa s。应用于硬碳||P2-Na₂/₃Ni₁/₃Fe₁/₃Mn₁/₃O₂软包电池后,首圈库仑效率从64.8%提升至83.7%,在−60 ℃下循环200周后容量保持率仍可达90.2%。这一突破性方案通过一体化设计同步解决低温钠电池三大核心难题,并展现出优秀的实际应用安全性,为极端环境下的高性能钠离子电池开发提供了可规模化实施的新思路。