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摘要：Na3V2(PO4)2F3具有3.95 V的高平均电位，是一种有前途的高能量密度钠离子电池（SIBs）的有正极材料。耐高压电解质在4.2 V 下的持续时间很长，因此在提高可循环性方面具有重要意义。本文研究了一种新型的含有两个-C≡N基团的电解质添加剂，用于提高

第一作者：Mingqin Jiang, Tianyu Li

通讯作者：李先锋、郑琼、蔺洪振

通讯单位：中国科学院大连化物所、中国科学院苏州纳米所

论文速览

Na3V2(PO4)2F3具有3.95 V的高平均电位，是一种有前途的高能量密度钠离子电池（SIBs）的有正极材料。耐高压电解质在4.2 V 下的持续时间很长，因此在提高可循环性方面具有重要意义。本文研究了一种新型的含有两个-C≡N基团的电解质添加剂，用于提高高能量密度SIBs的循环稳定性。

为提高循环稳定性，需要一种耐高电压的电解质。研究者设计了一种含有双–C≡N基团（如丁二腈）添加剂的电解质。其中，一个–C≡N与溶剂鞘层相互作用，使另一个–C≡N暴露并被挤压进入电双层，随后被优先吸附在电极表面，并在Na+-溶剂氧化前形成稳定的、电绝缘的界面，富含CN-/NCO-/Na3N。Na3V2(PO4)2F3在2-4.3 V的高电压下能够实现优异的循环稳定性。本研究为设计高电压电解质提供了新方法，对高能量密度钠离子电池的发展具有重要意义。

图文导读

图1：离子色谱法获得的原始和500次循环后NVPF3中F-离子含量，以及通过计算得到的理想含量；玻璃纤维膜的离子色谱图谱； NVPF3在14–36°区域的原位XRD轮廓图；在1 C下不补充Na+的长循环性能；NVPF3|NVP|Na三电极电池的充/放电曲线；1 M 6NaPF6/二甘醇在2–3.8 V和2–4.3 V下的容量保留率。

图2：10、30、60和90 min的4.2 V下电解质的计时电流图；前三次循环的库仑效率和放电比容量；含F-E-D和F-E-D@SN电解质的NVPF3|NVP电池在1.0 、2.0 和5.0 C及25 °C下长循环性能； 0.2-5 C的功率容量、充/放电曲线；循环伏安图获得钠离子的扩散系数。

图3：RDG方法获得EC-SN、DEC-SN和EC-DEC复合物的梯度等值面；FTIR光谱；DFT计算得到溶剂、SN和EC-SN以及DEC-SN复合物的HOMO和LUMO能量；电解质的13C原子核NMR、23Na原子核NMR；纯SN和EC-SN与氢键的配合物的电荷；EC: DEC基电解质和EC: DEC@2wt%SN基电解质。