近日，北京化工大学材料学院陈仕谋教授课题组在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表重要文章，论文题为“All-Fluorinated Low-Solvation Electrolytes for High-Voltage Sodium Metal Batteries with Appealing Stability”。该研究工作提出了一种全氟低溶剂化调制策略，对电化学窗口，溶剂化结构，电极电解质界面进行多方面调控，实现了超高截止电压下的长循环寿命的钠金属电池。

高压钠金属电池因其丰富的钠资源和高能量密度而被认为是一种很有前途的电池储能技术。然而，电解液的不安全性、钠金属的高反应活性和固体电解质界面膜(SEI)的不稳定性严重阻碍了钠金属电池的长寿命和 安全性能。本文提出了一种低溶剂化调制策略，设计了由1 M NaPF₆ 和微量LiDFOB添加剂在FEC、FEMC中组成的全氟化电解质，实现了钠金属电池的高工作电压和优异的循环稳定性。理论计算和实验表征证实，FEMC的存在显著提高了电解质的抗氧化性能，并有助于在正负极表面形成高质量的界面相。而LiDFOB则有利于优化能隙和溶剂化结构，稳定FEMC，通过静电屏蔽作用规范钠离子沉积并作为成膜剂优化界面膜的组分，最终成功抑制了SEI的溶解（如下图所示）。

得益于优良的设计，使用全氟化电解液，Na||Na₃(VOPO₄)₂F扣式电池在4.4 V的截止电压下循环1800次后容量保持率为82.9%，并在5 V的电压下具有优异的氧化稳定性，可正常循环400次，其稳定性优于同类电池。所提出的电解液设计策略为研发高压下工作的钠金属电池提供了新思路。

该工作第一作者为北京化工大学材料学院硕士生于青涛，北京化工大学陈仕谋教授、北京化工大学肖莹副教授和中国石化石油化工科学研究院侯果林教授为共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。本工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202401868