中南韦伟峰/张春晓AFM：电耦合电解质工程增强高压钠离子电池的界面稳定性

在高电压下，钠离子电池（SIBs）的电解质会剧烈分解产生有害物质，并不断侵蚀阴极，从而导致容量严重衰减。因此，设计高压电解质和构建坚固的阴极-电解质界面（CEI）对于长寿命SIB至关重要。

图1 电耦合凝胶聚合物电解质的设计

中南大学韦伟峰、张春晓等提出了一种电耦合凝胶聚合物电解质体系（GPE+TFPBA），该体系以具有负电性基团的乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（ETPTA）-乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸乙酯（AAEM）共聚物为聚合物网络，以具有电子受体功能的高活性 4-三氟甲基苯硼酸（TFPBA）为添加剂，通过原位自由基聚合反应制备而成。

研究显示，通过电耦合效应，TFPBA可被交联聚合物框架锚定，从而固定PF₆-阴离子，并自发吸附在阴极表面，这两种作用可促进形成坚固的CEI层，从而加速Na⁺运输，并抑制后续副反应和腐蚀性裂纹。

图2 凝胶聚合物电解质的表征

因此，集成了高压P2/O3阴极和精心定制的凝胶聚合物电解质的电池可在1.8-4.2 V范围内稳定循环550次，容量保持率达71.0%，并在5 C时的高倍率放电容量为77.4 mAh g^-1。总体而言，这项工作为合理有效地使用高活性添加剂来提高SIBs的电化学性能提供了新的见解。

图3 电化学性能研究

Electrically Coupled Electrolyte Engineering Enables High Interfacial Stability for High-Voltage Sodium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202307061

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