阿贡国家实验室Angew：无氟SEI实现99.5%高库伦效率钠金属负极！

由于缺乏兼容的电解液成分、枝晶的传播以及对负极界面化学的不了解，实用钠金属电池（SMBs）的实现受到了阻碍。化学性质稳定的液体电解液，既有利于钠金属的沉积，又有利于稳定的固体电解质界面相（SEI），是实现钠金属和无负极电池的理想选择。

阿贡国家实验室Christopher Johnson等展示了一种利用[HCB₁₁H₁₁]^1-阴离子的新型无氟电解液的先进特性。

图1. 电解液设计

研究显示，所设计的电解液能使钠金属负极以大于99.5%的库仑效率有利地运行，并具有优异的长期循环稳定性。电解液的广泛表征显示，溶剂分离的离子对和阴离子的异常分布主导了电解液的原位溶化结构。与电池性能相吻合的是，电极表面的表征显示，在长时间的循环中没有树枝状钠金属成核的证据。

图2. 半电池性能

此外，有趣的是，钝化膜的XPS表征显示，在主要由有机物组成的SEI中，硼物种的数量可以忽略不计，并且无氟化物。电解液原位溶剂化结构的详细表征显示，阴离子的还原稳定性和弱配位特性，而不是含氟的界面成分，是实现高度可逆的钠金属负极的关键。

图3. 循环后的SEI分析

A Carboranyl Electrolyte Enabling Highly Reversible Sodium Metal Anodes via a “Fluorine-Free” SEI. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202208158

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