醚系电解液具有良好的负极兼容性和快速的离子传输动力学，在钠离子电池中具有重要应用潜力。然而，醚类溶剂通常具有较低的抗氧化稳定性，在高电压正极侧容易发生持续的电解液分解，导致正极电解液界面膜（CEI）不断分解，进而影响电池的循环稳定性。传统的高浓度电解液、局部高浓度电解液以及弱溶剂化电解液等策略虽然能够在一定程度上改善界面稳定性，但往往伴随着高黏度、高成本或盐解离能力下降等问题。因此，如何在保持醚系电解液快速离子传输优势的同时，实现电解液溶剂化结构和电极界面的协同调控，仍是一个重要挑战。

  近期，同济大学材料科学与工程学院杨正龙教授团队提出了一种原位溶剂聚合策略，通过在醚类电解液中引入DOL，并利用微量LiPF₆引发DOL发生部分开环聚合，在液态电解液中原位形成聚DOL（PDOL），构建液态聚合物电解液NEDL。与传统通过改变溶剂或盐浓度调节溶剂化结构的方法不同，该策略利用PDOL中的配位位点直接参与Na⁺溶剂化过程，从而重构Na⁺局部溶剂化环境，并进一步调控Na⁺的去溶剂化和界面传输过程。

  2026年10月1日，该工作以“Reconfiguring Electrolyte Solvation Chemistry via In Situ Solvent Polymerization for High-Performance Sodium-Ion Batteries”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。论文第一作者为博士生李恩民，通讯作者为杨正龙教授，研究团队来自同济大学材料科学与工程学院。

  研究团队首先讨论了原位溶剂聚合液态聚合物电解液的构建及Na⁺的溶剂化结构调控。图1a展示了传统Blank电解液与NEDL体系在溶剂化结构和界面反应方面的差异；图1b进一步给出了LiPF₆诱导DOL开环聚合形成PDOL的过程。研究表明，在DEGDME/DOL体系中加入少量LiPF₆后，可以发生部分DOL聚合。研究中的¹H NMR结果进一步证明了DOL确实发生了部分聚合。NEDL中除了DOL和DEGDME的特征峰外，还出现了与PDOL链段对应的新峰。DOSY-NMR进一步显示，PDOL相关信号具有更慢的扩散行为，与聚合物链段形成相一致。研究验证了NEDL电解液体系并非完全聚合，而是形成了“液态溶剂+部分聚合物”的特殊电解液结构。在此基础上，研究团队进一步分析了PDOL对Na⁺溶剂化结构的影响。PDOL能够参与Na⁺配位并促进富含阳离子和阴离子的聚集体（AGG）溶剂化结构形成，同时降低Na⁺去溶剂化过程的能垒。电化学测试进一步表明，NEDL具有更优的离子传输和界面动力学。其离子电导率、迁移数、Na?界面去溶剂化活化能、电解液氧化稳定窗口相比于Blank电解液体系均有所提升。

图1 原位溶剂聚合液态聚合物电解液的构建及Na?的溶剂化结构调控

  在电池性能方面，研究团队首先在16 mg cm^-2高面载量NFPP正极条件下对NEDL进行了验证。图2a显示，在16 mg cm^-2的高面载量条件下，NEDL体系在不同倍率下均保持了较好的放电容量；图2d进一步展示了长循环性能，在2 C下循环500次后，NEDL体系仍保持94.76%的容量保持率，而Blank体系在前478圈后容量保持率为86.89%，随后出现明显衰减。与此同时，图2e中的高电压浮充测试表明，NEDL在4.0–4.5 V范围内能够维持较低的漏电流，表现出更好的高电压稳定性。图2f–i则通过原位EIS和DRT分析进一步说明，NEDL能够在充电过程中保持更加稳定的界面阻抗。除了改善Na⁺传输动力学外，NEDL还能够调控电极/电解液界面化学。研究发现，NEDL能够减少溶剂衍生的有机分解，并促进形成富含NaF及含磷无机组分的稳定界面膜，循环后的NFPP正极表面更加平整。

图2 高面载量NFPP||Na电池的倍率、循环及界面阻抗演化

  进一步地，研究团队组装了1000 mAh NFPP||HC软包电池进行验证。NEDL体系的初始库仑效率达到82.11%，高于基础电解液体系的77.75%；在0.5 C下循环500次后，容量保持率达到96.59%，而基础电解液体系为69.28%。基于整个软包电池质量计算，NEDL体系实现了83.05 Wh kg^-1的实际能量密度。为了进一步验证NEDL电解液在NFPP||HC软包电池中的界面调控作用，研究团队通过TEM、SEM、AFM、XPS及TOF-SIMS等多种表征手段对循环后的电极界面进行了详细分析。结果表明，NEDL体系能够形成更加均匀、致密且富含无机组分的电极/电解液界面膜，其中NaF及含磷无机组分更加丰富，同时能够有效降低界面粗糙度并抑制电极表面结构劣化，为软包电池的稳定循环提供了良好的界面基础。

图3 NFPP||HC软包电池性能及电极界面表征

  总之，该工作提出了一种通过原位溶剂聚合调控电解液溶剂化化学的新策略，将Na⁺溶剂化结构、去溶剂化动力学以及电极/电解液界面化学联系起来，实现了快速离子传输与稳定界面的协同调控。研究结果表明，在电解液中原位形成PDOL，不仅能够改善Na⁺传输和界面反应动力学，还能够诱导形成更加稳定的富含无机组分的界面膜，从而显著提升高面载量钠离子电池及软包电池的循环性能，为高性能醚系钠离子电池电解液的设计提供了新的思路。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.4157238

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