​接近100%！苏州纳米所AEM：双功能电解质助力室温钠硫电池！

室温钠硫（RT Na-S）电池以其丰富的材料储量、低廉的成本和较高的理论比容量而备受关注。然而，电极与电解液相间的复杂问题带来了诸多挑战，如穿梭效应、钠枝晶的生长、SEI/CEI的不稳定形成等，阻碍了开发长期稳定安全的储能室温钠硫电池的进程。

在此，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所吴晓东、许晶晶等人开发了一种不可燃的双功能离子液体基电解质，其可在钠-金属负极表面形成富无机固体电解质界面进而有效改善钠沉积行为抑制枝晶生长。

此外，作者利用FSI^– /TFSI^–和氟乙烯碳酸酯（FEC）在多硫化钠亲核取代中的独特协同效应，调节固态-固态（S₈-Na₂S）转变，形成稳定的正极电解质界面（CEI）。在CEI保护下的固-固过渡机制有效地抑制了多硫化物的生成和界面副反应。

基于此，通过优化多组分电解质，S@C||钠电池具有高容量、延长寿命、优异的倍率性能和高安全性，在0.2 Ag ^-1下循环500次后显示出565 mAh g^-1的比容量。

图1. 正极固-固转化评估

总之，该工作首次提出了将IL作为主要溶剂应用于RT Na-S电池。研究显示，FSI^– /TFSI^–和FEC独特的协同作用机制可诱导正极和负极侧形成均匀致密的电极-电解质界面，促进固-固转变（S₈-Na₂S）确保稳定的长循环性能。

结果显示，IL-FE组装的S@C||Na电池在0.2 A g^-1下循环500次后可提供565 mAh g^-1的高比容量，库仑效率接近100%。因此，该工作突出了IL在RT Na-S电池中的应用前景。此外，随着实际应用的发展，离子液体和氟碳酸乙烯的成本有望进一步降低。

图2. 电池性能

Interphase‐Regulated Room‐Temperature Sodium‐Sulfur Batteries Enabled by a Nonflammable Dual‐Functional Electrolyte, Advanced Energy Materials 2024 DOI: 10.1002/aenm.202404890