Angew. Chem. ：抑制电子泄露助力钠离子电池界面稳定性

稳定的电极-电解液界面对于提升钠离子电池的长循环稳定性至关重要。经电解液还原分解在负极表面生成的固态电解质膜（solid electrolyte interphase, SEI），对界面稳定性的影响非常关键。然而，在循环过程中常常面临着SEI持续生长的问题，这将消耗大量的活性钠离子，造成不可逆容量损失和内部阻抗增加，最终削弱电池的长循环稳定性。

本质上，SEI层不充分的电子隔绝导致电子泄露接触电解液，是引起SEI生长的主要原因。缓解SEI生长有两种途径，一是提高SEI的LUMO能级以降低电子泄露驱动力（来源于钠化负极与SEI之间的化学势差，Δμ，图1a, b），二是生成具有低电子电导的成分以增加SEI的电子绝缘能力。然而，目前鲜有报道从缓解电子泄露这一角度来达到抑制SEI膜生长目的研究。

近日，中科院化学研究所郭玉国研究员团队的王恩慧博士等，通过电解液添加剂策略、调节SEI的成分与结构分布，从电子泄露驱动力和电子绝缘性两个方面（图1c, d）进行调控，有效缓解了电子泄露程度，抑制了SEI持续生长，显著提升了长循环稳定性。

该工作首先采用FEC和TMSPi两种添加剂，构建了具有明显生长差异的SEI，其中TMSPi衍生的SEI膜生长情况得到了明显抑制。随后，通过不同程度深度的SEI成分分析，发现两种SEI中的关键成分及其结构分布具有很大差异。FEC衍生SEI膜在外层富集大量NaF-Na₂CO₃-Na_nPO_xF_y共生物（图2f），而TMSPi衍生SEI膜不仅避免了NaF-Na₂CO₃-Na_nPO_xF_y共生物的富集，而且产生了丰富的SiO_xF_y物质（图2g）。

鉴于SEI成分将在很大程度上决定了SEI的电子性质，通过理论计算，从代表性成分的LUMO能级、带隙值两个方面评估了两种SEI的电子泄露能力。结果表明，NaF-Na₂CO₃-Na_nPO_xF_y共生物导致SEI具有较低LUMO值（高的电子泄驱动力）和较窄的带隙（低的电子绝缘性），因而不利于阻绝电子。相反，SiO_xF_y物质具有较高的LUMO值（低的电子泄驱动力）和较宽的带隙（高的电子绝缘性），从而能够较好地缓解电子泄露、抑制SEI生长（图2a）。

结合开尔文探针力显微镜技术，通过实验手段测得TMSPi衍生SEI的表面平均电势（1350 mV）低于FEC衍生SEI（2200 mV），说明电子从前者表面逸出所需克服的功高于后者（图2b-e）。该结果与理论计算结果保持一致。

最终，得益于这一高质量的SEI，软碳负极在TMSPi添加剂的作用下，电化学性能明显提升，经100圈循环后容量保持率高达98.8%（图3）。

该工作不仅加深了对SEI生长现象的理解，还为评估电解液设计是否有利于获得高质量的SEI提供了一种新的方法。