近日，我院董全峰教授课题组在钠金属电池新型固体电解质界面（SEI）设计研究中取得重要进展，相关研究成果以“A rooted interphase on sodium via in-situ pre-implanting atom fluorine for high-performance sodium metal batteries”为题发表在Energy & Environmental Science（DOI: 10.1039/D3EE01016C）上。
钠金属的不均匀沉积/剥离和不可控的界面反应是影响钠金属电池（SMBs）循环寿命和容量的主要因素。由于钠金属的活泼性强，与电解质接触后容易给出电子，导致在钠金属表面难以形成致密而坚固的SEI。此外，钠的沉积行为倾向于表面生长模式，在成核点处的各向异性和不均匀积累生长，导致大量的沉积颗粒粘附在隔膜上并造成电池的快速失效。因此，要想从根本上解决SMBs循环稳定性差的问题，构建一个与钠金属表面紧密相连的牢固SEI层至关重要。
该工作报道了一种通过制备全新的SEI以改善钠金属电池性能的新概念和新策略。研究团队基于功能分子双三氟乙酰胺（ECDA）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）的相互作用，设计了一种可以通过原位预植入原子而扎根于金属的独特、多层、富无机的“生根型”SEI（R-SEI)，实现SEI与钠金属间的紧密连接并促进高度可逆的钠沉积/剥离过程。基于该策略的半电池和高压全电池均表现出在已报道工作中的最优性能，是SEI膜构筑方面的一个重要创新。
该工作是在董全峰教授和郑明森教授的共同指导下完成。我院2022级博士生王楚涛和2018级博士生孙宗强为论文的共同第一作者。理论计算由袁汝明副教授完成。硕士生刘霖、倪洪斌，博士生侯晴也参与了部分工作，该工作得到国家自然科学基金委（22179112、22072117、 22021001）的资助。
论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ee/d3ee01016c
