近日，材料科学与工程学院陈仕谋教授/肖莹副教授团队在《Advanced Materials》上发表了题为“Localized Solvent-Anchored Carboxylate Ester Electrolyte Enables Wide Temperature and Fast Charging Sodium Metal Batteries”的研究论文。该研究创新性地提出了一种“局部溶剂锚定”策略，通过调控丙酸甲酯（MP）与氟代碳酸乙烯酯（FEC）之间的偶极-偶极相互作用，构建了弱溶剂化羧酸酯电解液体系，实现了钠金属电池在宽温域及高倍率下的长循环稳定性。

钠金属电池凭借其丰富的钠资源储备和高理论容量，被视为下一代储能技术的重要发展方向。然而，在实际应用中，钠金属电池面临着严峻的挑战：低温下界面动力学迟缓、钠枝晶生长导致短路风险；高温下电解液分解加剧、界面副反应加剧；快充条件下热失控风险上升。这些难题严重制约了钠金属电池在宽温域和快充场景下的商业化应用。针对上述挑战，本研究创新性地设计了一种以MP为主溶剂，FEC为助溶剂的电解液体系。多尺度理论计算与系统的实验表征表明，MP与FEC之间形成了独特的C−H…F和C−H…O双重偶极-偶极相互作用，成功将FEC锚定在MP分子上。这一设计实现了多重功能突破，实现了NVP||Na电池在-40到70 ℃之间的稳定运行，并在80C高倍率下，稳定循环超过10000次。相关工作为极端条件下长寿命钠金属电池电解液设计提供了重要理论依据。

该工作第一作者为2023级硕士研究生何刚，北京化工大学材料学院肖莹副教授、陈仕谋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/adma.202523324