近日，材料科学与工程学院陈仕谋教授/肖莹副教授团队在《Energy & Environmental Science》上发表了题为“Manipulating anion solvation competitiveness via a multifunctional additive toward robust low-temperature sodium metal batteries”的研究论文。该研究创新性地提出了一种增强型竞争配位策略，通过添加0.2 wt.%的五氟（苯氧基）环三磷腈（FPPN）作为微量多功能电解液添加剂，同步优化电极界面膜并调控溶剂化构型，从而实现超低温钠金属电池的稳定循环。

钠金属电池（SMBs）因其负极材料的高理论容量（1166 mAh g^-1）和低氧化还原电位（−2.71 V）而备受关注。Na⁺较小的斯托克斯半径（4.6 Å）赋予该电池体系在极端环境下更优异的性能潜力。但在实际应用中，迟缓的电化学动力学和严重的副反应导致电池循环过程中出现显著的容量衰减和界面失稳等问题。基于此，本研究创新性地开发了一种竞争配位策略，通过引入多功能电解液添加剂，同步实现了稳定电极界面重构和Na⁺溶剂化结构调控。经优化的电解液体系展现出卓越的超低温适应能力。所组装的Na||NVP电池在-40 °C、1 C倍率下循环1750次后仍保持98.00%的容量保持率。通过对阴离子-溶剂竞争机制的深入研究，本工作为极端环境下长寿命钠金属电池的电解液设计提供了重要理论依据。

该工作第一作者为北京化工大学材料学院2023级硕士生张同辉，北京化工大学陈仕谋教授、肖莹副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://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee01919b