Solvent/Anion Codepleted Solvation Engineering Enables Low-Coordination Electrolytes for High-Energy and Low-Temperature Sodium-Ion Pouch Cells

溶剂化 化学 电解质 阴极 位阻效应 化学物理 相间 电导率 离子电导率 离子键合 化学工程 离子 分子 隐溶剂化 纳米技术 活化能 能量密度 计算化学 相容性(地球化学) 相变 相(物质) 分子工程 共价键 结合能
作者
Xinhong Hu,Qinhao Shi,Jinyu Wan,Meiyi Zhang,Yongfeng Zhao,Zi‐Feng Ma,Yang Si,Pengyan Wang,Yang Liu,Feng Wei Huo,Yufeng Zhao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.6c17549
摘要

Abstract Widespread deployment of sodium-ion batteries demands both high energy density and reliable low-temperature (LT) operation, but is constrained by a persistent trade-off between high-voltage stability (cathode/electrolyte) and LT ion-transport kinetics. Herein, we report a solvent/anion codepleted solvation engineering strategy to construct low-coordination electrolytes through competitive anion complexation mediated by a bulky electron-deficient additive, TMSB (tris(trimethylsilyl)borate). We reveal that TMSB preferentially complexes with PF6– to suppress direct anion-Na+ coordination, while its bulky steric backbone disrupts conventional ion-pair networks and restricts excessive solvent-Na+ coordination. This strategy fundamentally boosts ionic conductivity (from 2.41 to 5.34 mS cm–1) and lowers the desolvation energy barrier (from 44.82 to 33.97 kJ mol–1). Moreover, such a strategy enables a high-modulus (2.7 GPa), inorganic-rich cathode-electrolyte interphase (CEI), which can not only mitigate surface degradation, but also suppress bulk phase transitions of cathode materials. Consequently, the electrolyte demonstrates broad compatibility across diverse cathodes (NFM, NVP, and P2-NNMO) under extreme voltage (up to 4.5 V) and temperature (−40 to 25 °C) conditions. Remarkably, the scaled-up 6.8 Ah pouch cell achieves a record-high energy density of 200 Wh kg–1 at 25 °C, while maintaining 162 Wh kg–1 even at −20 °C, offering a generalizable molecular paradigm for extreme-environment energy storage.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
user_huang完成签到,获得积分10
1秒前
G_Dragon完成签到 ,获得积分10
3秒前
Hello的应助被反反复复采纳,获得10
3秒前
5秒前
付阳茜发布了新的文献求助10
5秒前
Jeff发布了新的文献求助50
5秒前
Jeff发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Akim的应助被mwm621采纳,获得10
5秒前
何佳发布了新的文献求助10
5秒前
李健的应助被铼氟化锂采纳,获得10
5秒前
张张晶晶发布了新的文献求助10
6秒前
长情半邪发布了新的文献求助10
6秒前
越越完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
聪明的金鱼完成签到 ,获得积分10
9秒前
Judy完成签到,获得积分10
10秒前
越越发布了新的文献求助10
10秒前
皆如我愿发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
共享精神的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
冷艳诗云发布了新的文献求助10
12秒前
xing_xing的应助被科研通管家采纳,获得20
12秒前
13秒前
酷波er的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
爆米花的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
脑洞疼的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
科研通AI2S的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
力力力完成签到,获得积分10
13秒前
顾矜的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
共享精神的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得30
14秒前
汉堡包的应助被科研通管家采纳,获得10
14秒前
Owen的应助被科研通管家采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8146337
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544945
关于积分的说明 21666423
捐赠科研通 7732426
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423009
关于科研通互助平台的介绍 2548028
邀请新用户注册赠送积分活动 2465930