Asymmetric sulfonamide design enabling high-voltage sodium-ion pouch cells in wide temperature

电解质 溶剂 材料科学 化学工程 熔点 溶剂化 离子 烷基 热稳定性 化学 导电体 磺胺 分子 工作(物理) 降级(电信) 电压 化学物理 热失控 组合化学 纳米技术 高压 设计要素和原则 结晶 Crystal(编程语言) 冰点 电流密度
作者
Xinke Cui,Qunfang Li,Gang Chang,Wei Tang,Xin Huang,Lang Huang,Xue Han,Weijiang Xue
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1038/s41467-026-70592-z
摘要

Abstract To advance toward commercial viability, sodium-ion batteries are required to operate under high cut-off voltages and low temperatures. This necessitates electrolyte designs that provide sufficient oxidative stability for high-voltage cycling while maintaining high ion mobility at low temperatures. Herein we design a non-flammable sulfonamide solvent molecule, N-ethyl-N-methyl-trifluoromethanesulfonamide, by introducing asymmetric alkyl substituents that create a geometric kink to hinder efficient crystal packing during cooling, leading to a low melting point (−86 °C). The resulting sulfonamide-based electrolyte exhibits weak ion–dipole interaction and favorable solvation structures enriched in contact ion pairs and aggregates, which promote the formation of highly stable and conductive interphases with both the positive and negative electrodes. Benefiting from these features, the sulfonamide-based electrolyte enables 1-Ah-level hard carbon||NaNi 1/3 Fe 1/3 Mn 1/3 O 2 pouch cells to retain 69.8% and 42.3% of room-temperature capacity even at −60 °C and −70 °C, while achieving capacity retentions of 90.0% and 81.6% after 1500 and 1000 cycles at high upper cut-off voltages of 4.15 V and 4.2 V, respectively. The sulfonamide-based electrolyte also improves the high-temperature cycling stability and delays the onset and trigger of thermal runaway at the pouch-cell level. This work offers fundamental insights into solvent molecule and electrolyte design for advancing high-energy and wide-temperature sodium-ion batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
Nicho发布了新的文献求助30
1秒前
Nicho发布了新的文献求助30
1秒前
Nicho发布了新的文献求助10
1秒前
Nicho发布了新的文献求助10
1秒前
Nicho发布了新的文献求助10
1秒前
Nicho发布了新的文献求助20
1秒前
Nicho发布了新的文献求助10
1秒前
Nicho发布了新的文献求助10
1秒前
Nicho发布了新的文献求助10
1秒前
Nicho发布了新的文献求助10
2秒前
Nicho发布了新的文献求助10
2秒前
Nicho发布了新的文献求助10
2秒前
Nicho发布了新的文献求助10
2秒前
Nicho发布了新的文献求助10
2秒前
111关注了科研通微信公众号
2秒前
若一发布了新的文献求助10
3秒前
Chnious完成签到,获得积分10
3秒前
小二郎应助勿忘我采纳,获得10
4秒前
4秒前
StevenXiong发布了新的文献求助10
5秒前
lii完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
8秒前
9秒前
koutianle完成签到 ,获得积分10
9秒前
LLH发布了新的文献求助10
9秒前
卡萨卡萨发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
He7x发布了新的文献求助10
10秒前
狂野元冬完成签到 ,获得积分10
11秒前
20发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
单身的冰彤完成签到,获得积分20
12秒前
如意的珩完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
orixero应助潇洒的豪采纳,获得10
14秒前
15秒前
16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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7643421
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9216521
关于积分的说明 19771930
捐赠科研通 7208833
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276668
关于科研通互助平台的介绍 2438241
邀请新用户注册赠送积分活动 2274414