Abstrak
Kinetika reaksi antarmuka yang lambat dan antarmuka elektroda/elektrolit yang tidak stabil secara serius menghambat aplikasi praktis baterai natrium-logam (SMB) dengan kinerja suhu yang sangat rendah. Di sini, kami mengusulkan elektrolit berbasis ester yang menampilkan fungsi sinergis pelarut-anion dan pemurnian diri, yang memberdayakan SMB untuk beroperasi secara stabil pada suhu terendah hingga −60°C. Pelarut terfluorinasi yang terlarut lemah (etil difluoroasetat, EDFA) membangun struktur terlarut yang didominasi anion, di mana anion trifluoroasetat dengan jumlah donor tinggi (TFA−) secara sinergis mengurangi penghalang energi desolvasi Na+ sambil memicu defluorinasi EDFA. Proses dinamis ini secara in situ menghasilkan komponen anorganik (misalnya, NaF) dalam antarmuka elektrolit padat. Lebih jauh, aditif tris(trimethylsilyl) phosphite (TMSPi) secara efektif membersihkan spesies HF yang korosif melalui mekanisme pemurnian diri, memastikan pembentukan antarmuka katode-elektrolit yang tahan lama. Hasilnya, SMB berbasis ester menghasilkan retensi kapasitas sebesar 96% pada suhu -40°C (relatif terhadap kapasitas suhu ruangan), kapasitas laju yang luar biasa (81,64 mAh g−1 pada 400 mA g−1 dengan retensi 70,26% pada suhu -40°C, yang merupakan kemampuan laju terbaik pada suhu yang sangat rendah dibandingkan dengan SMB berbasis ester lainnya), dan kemampuan siklus yang diperpanjang (>300 siklus pada suhu -40°C dan 100 siklus pada suhu -60°C). Pekerjaan ini menetapkan paradigma baru untuk mengembangkan elektrolit berbasis ester guna mengatasi tantangan operasi suhu ekstrem dari SMB.
Elektrolit Berbasis Karboksilat dengan Fungsi Bilateral Memungkinkan Baterai Natrium-Logam Berfungsi pada Suhu -60°C
