钠离子电池凭借其资源丰富、成本低廉等优势，在大规模储能领域展现出广阔应用前景。然而，可燃性电解液引发的安全隐患一直困扰着实用钠离子电池的发展。磷酸酯电解液因其优异的非可燃性能够降低该风险，但溶剂介电常数与结合能等参数对磷酸酯体系中钠离子-阴离子相互作用的协同作用机制尚未明晰，导致现有设计始终难以兼顾高离子电导率与稳定的界面化学特性。因此，阐明溶剂关键特征参数对电解液性能的影响机制，开发兼具高安全性、高离子电导率和低成本的磷酸酯电解液，对推动钠离子电池的产业化应用具有重要科学价值与实践意义。

今日，华中科技大学的谢佳教授团队通过在磷酸酯电解液中掺入不同极性和与Na⁺具有结合强度的调控溶剂，研究了溶剂的介电常数（DC）和结合能（Ea）对Na⁺和阴离子之间相互作用的影响，平衡了界面化学和高离子电导率，揭示了一种设计实用磷酸酯电解液的先进策略。

研究人员选用磷酸三乙酯体系为例，通过引入多种不同类型的调控溶剂，系统研究了电解液溶剂化结构的变化规律，建立了电池性能与电解液微观结构的构-效关系。结果表明，加入高DC和中等E_a的溶剂通过诱导形成富阴离子的溶剂化结构稳定负极界面，同时溶剂的高DC促进盐解离，使电解液获得高离子电导率。以碳酸丙烯酯为例将其作为调控溶剂掺入磷酸三乙酯体系中，获得了成本低且离子电导率高达6.22 mS cm^-1的非可燃磷酸酯电解液。1.25 Ah的硬碳（HC）|NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂（NFM）软包电池实现5C倍率的高功率放电，并在2C倍率下循环700次后实现87.1%的容量保持率。此外，能量密度高达152.3 Wh kg^-1的6.61 Ah HC|NFM软包电池在针刺过程中不冒烟且无体积膨胀。该研究工作提出了一种设计实用磷酸酯电解液的先进策略，为开发低成本、高安全和高功率的钠离子电池提供了新的见解。

Designing Low-Cost High-Conductivity and Nonflammable Phosphate Electrolytes Toward High-Energy Sodium-Ion Batteries

Mengchuang Liu Fenfen Ma, Wei Liu, Ziqi Zeng, Yuanke Wu, Prof. Xin Chen, Prof. Shijie Cheng, Prof. Jia Xie

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202502745