鈉離子電池近年來研發(fā)進(jìn)展迅速，已被認(rèn)為是低成本大規(guī)模儲能系統(tǒng)最具潛力的解決方案之一。參考和借鑒鋰離子電池等其它離子電池體系的研發(fā)經(jīng)驗，鈉離子電池新型正負(fù)極材料的研究進(jìn)展迅速。然而，作為與電極材料同樣重要的電池組成部分，新型電解液的研發(fā)并不活躍也不成熟，這直接影響到電極材料電化學(xué)性能的有效發(fā)揮和電池的穩(wěn)定、安全運轉(zhuǎn)。酯類和醚類電解液是最常用的兩種有機(jī)電解液，其中酯類電解液是鋰離子電池體系的主要選擇，因為其可以有效地在石墨負(fù)極表面進(jìn)行鈍化且高電壓穩(wěn)定性（>4 V）遠(yuǎn)優(yōu)于醚類電解液。但在鈉離子電池體系，酯類電解液中石墨的電化學(xué)活性極差，且針對諸如鈉金屬、碳材料等負(fù)極難以有效地構(gòu)建穩(wěn)定的電極/電解液界面，亟待改性和優(yōu)化。由于在醚類電解液中鈉離子和醚類溶劑分子可以高度可逆地在石墨中發(fā)生共插層反應(yīng)，且有效地在其它負(fù)極材料表面構(gòu)建穩(wěn)定的電極/電解液界面，所以受到越來越廣泛的關(guān)注和研究。但醚類電解液在鈉離子電池中的研究還相對初步，仍需要更深入的基礎(chǔ)科學(xué)認(rèn)識及更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拓寬。

天津大學(xué)楊全紅教授、清華大學(xué)呂偉副教授和新南威爾士大學(xué)王大偉博士合作梳理了醚類電解液在鋰離子電池中的研究歷史，系統(tǒng)總結(jié)和探討了醚類電解液在鈉離子電池中獨特的電化學(xué)特性以及實用化潛力，并就未來發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇進(jìn)行了評述。醚類電解液在鈉離子電池體系中的應(yīng)用潛力體現(xiàn)在以下幾方面：（1）形成穩(wěn)定的石墨三元插層化合物；（2）優(yōu)化各類負(fù)極材料的固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）；（3）降低如硫化物等中間產(chǎn)物的溶解度；（4）減小電化學(xué)極化等。因此，在鈉金屬負(fù)極、碳材料負(fù)極及其他非碳材料負(fù)極，還有硫正極、氧氣正極以及部分無機(jī)正極等體系均具備顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。但是，還有很多科學(xué)和技術(shù)問題需要突破，包括：醚類溶劑分解形成SEI的機(jī)制及表征，進(jìn)一步提升醚類電解液高電壓穩(wěn)定性（<4 V）以及添加劑的系統(tǒng)研究等。隨著基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研發(fā)深入，醚類電解液必將在鈉離子電池基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中扮演更為重要的角色！

相關(guān)論文發(fā)表在Advanced Energy Materials上（DOI: 10.1002/aenm.201801361）。第一作者是清華-伯克利深圳學(xué)院博士生張俊。