南开大学陈军院士，发表AEM！

钠离子电池(sodium ion batteries，SIBs)原材料资源丰度高且成本低，是非常有潜力的一种大规模储能技术。近年来，SIBs在室温下表现出优异的电化学性能，但其在低温下的应用面临着诸多挑战，这极大地限制了其在极端环境下的应用。

在此，南开大学陈军、严振华等人设计了一种具有超弱配位1,3 -二氧戊环（DOL）的低温自适应电解质，其可在二甘醇（G2）基电解质中构建富含阴离子的溶剂化结构。

研究显示，G2的氧原子的电负性被DOL和G2之间的偶极-偶极相互作用衰减。随着温度的降低，Na⁺ -O （G2）相互作用减弱，导致阴离子配位增加，溶剂配位减少，有利于Na⁺的去溶剂化。

此外，该种阴离子增强的溶剂化结构有助于在硬碳（HC）负极上形成稳定的固体电解质界面进而加速Na⁺的运输并减少了低温下的电压极化。基于此，HC负极在-50℃下可以保持203.9 mAh g^-1 （1C）的高容量，而由HC||Na₃V₂(PO₄)₃组成的软包电池在-30℃下在0.1C下循环100次后的容量保持为92.43%。

图1. HC的界面化学与电化学极化

总之，该工作提出了一种低温适应性电解质。研究显示，由于Na⁺ -O （G2）的离子偶极相互作用减弱，0.5 M NaPF₆ G2/DOL具有低温响应的溶剂化结构。随着温度的降低，Na⁺第一溶剂化壳层的溶剂配位减少，阴离子配位增加。温度敏感性溶剂化结构加速了Na⁺的去溶剂化，缓解了HC表面的电压极化。

基于此，HC负极在-40℃下实现了220.8 mAh g^-1 （1C）的高容量，900次循环后容量保持91.9%。在-30℃条件下，HC||NVP软包细胞在0.1C条件下循环100次后的容量保持率为92.43%。因此，该工作为低温钠离子电池的设计提供了新的思路，拓宽了其在极寒地区储能的应用范围。

图2. 电池性能

A Temperature‐Adapted Ultraweakly Solvating Electrolyte for Cold‐Resistant Sodium‐Ion Batteries， Advanced Energy Materials 2025 DOI: 10.1002/aenm.202405363