中国科学院青岛生物能源与过程研究所等研发使钠电池实现长时高温储能的新型电解液添加剂

文章导读

高温下钠电池为何总“罢工”？中国科学院青岛生物能源与过程研究所团队最新突破，用新型添加剂NaDFBOP“焊死”电极界面！传统电解液在50℃高温循环中迅速失效，容量暴跌，但新设计使钠电池在50℃狂飙500次后容量仍稳守90.76%，30℃下更从70%跃升至85.45%。揭秘分子工程如何重塑溶剂化结构，打造“耐溶解界面层”，一举破解高温储能瓶颈。这不仅让钠电池商业化曙光初现，更为锂电、钾电提供通用方案——告别衰减焦虑，长效储能时代正加速到来！

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5月8日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊、王世涛、许高洁与青岛科技大学周新红团队合作在《先进科学》发文，通过设计新型电解液添加剂二氟双（草酸）磷酸钠（NaDFBOP），成功构建出耐溶解的固液界面层，使钠电池在50℃高温下实现500次循环后容量保持率高达90.76%。

随着可再生能源储能需求的爆发式增长，钠离子电池因其成本低、资源丰富等优势备受关注。然而，传统碳酸酯电解液在高温工况下存在界面失效缺陷，即电极界面层组分易溶解失稳，进而引发界面阻抗激增，并加速电池容量衰减。这一瓶颈始终制约着钠离子电池的商业化进程。研究团队基于分子工程策略开发了NaDFBOP添加剂，它能够进入钠离子的第一溶剂化壳层，改变了传统六氟磷酸钠–碳酸酯电解液的溶剂化结构。同时，NaDFBOP具有较低的最低未占分子轨道能级和较高的最高占据分子轨道能级，表现出强烈的分解倾向和改性固体电解质界面膜‌/正极电解质界面膜（SEI/CEI）层的能力。O3型钠基层状氧化物正极/‌硬碳负极（NFM/HC）全电池体系测试表明，添加NaDFBOP之后，在30℃下1000次循环后，电池容量保持率从70.12%提升至85.45%；50℃下500次高温循环后，电池容量保持率高达90.76%。该研究不仅为钠离子电池电解液设计提供了新范式，其提出的“耐溶解界面”构筑策略对锂离子电池、钾离子电池等储能体系同样具有借鉴意义，有望为高温储能技术的长效稳定运行提供新方向。‌