郭玉国/殷雅侠/张千玉Angew.：从缓解电子泄漏的角度抑制SEI的生长

界面稳定性对钠离子电池（SIBs）的寿命和安全性有很大责任。然而，持续的固体-电解质界面（SEI）增长会使其稳定性恶化。从本质上讲，SEI的增长与电子泄漏行为有关，但从缓解电子泄漏的角度来看，很少有人试图抑制SEI的增长。

中科院化学所郭玉国、殷雅侠、四川大学张千玉等从缓解电子泄漏的角度，对抑制SEI生长的机制进行了深入研究。

图1. 电子转移的能量图和不同SEI生长的电子泄漏程度图

具体而言，作者通过氟代碳酸乙烯酯（FEC）和三（三甲基硅基）亚磷酸酯（TMSPi）添加剂，分别建立了两个具有不同生长行为的SEI层，以揭示电子泄漏如何影响SEI的生长。

研究显示，与密集生长的厚而粗糙的FEC衍生SEI（厚度~90 nm）相比，薄而均匀的TMSPi衍生SEI即使在100次循环后也没有明显的生长（厚度~30 nm）。

TMSPi衍生的SEI层的成分信息在两个方面显示出优势：i）不利的NaF-Na₂CO₃、Na_nPO_xF_y共存物种在外层聚集的明显缓解；ii）在整个SEI中产生丰富的SiO_xF_y物种。

图2. SEI分析

得益于上述SEI特征，TMSPi衍生的SEI根据所研究的电子特性（高LUMO能级、大带隙和高电子功函数）实现了电子驱动力和高电子绝缘能力。因此，抑制了电子泄漏行为，并且抑制了SEI的连续增长。

最后，具有减轻的电子泄漏的SEI层还改善了实际电化学行为，这不仅减少了长期循环过程中的Na⁺离子消耗，还确保了稳定的Na⁺转移，以抵抗可变的界面环境。作者相信，这项工作将扩展对SEI生长的基本理解，并为具有稳定SEI层的长寿命SIB的电解液设计提供指导。

图3. 采用不同添加剂电解液的电池性能

Mitigating Electron Leakage of Solid Electrolyte Interface for Stable Sodium-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202216354