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초록 저온(LT) 0 °C 이하에서 높은 전력 전달이 가능한 충전식 배터리 개발은 한랭 기후 응용에 중요합니다. 초기 무음극 나트륨 금속 배터리(AFSMB)는 낮은 탈수화 에너지와 Na +의 작은 스톡스 반경, 비확산 한계 도금/스트리핑 전기 화학 및 최대화된 에너지 밀도 덕분에 높은 저온 성능을 약속합니다. 그러나 전해질 이온 전도도 감소와 불안정한 고체 전해질 계면(SEI) 형성은 저온에서의 실용적 응용을 방해합니다. 본 연구에서는 2-메틸테트라하이드로푸란 기반의 희석 전해질을 설계하여 음이온 조정 용매 구조와 -40 °C에서의 인상적인 이온 전도도 3.58 mS cm −1을 동시에 달성합니다. 주도적인 집합체 용매는 전해질 내에서 매우 효율적이고 저온 저항이 있는 Na + 홉 채널의 형성을 가능하게 합니다. 또한, 2-메틸테트라하이드로푸란 내의 메틸 조절 전자 구조는 높은 Na + 이동도, 조성 균일성 및 기계적 강성을 가진 무기-유기 이중층 SEI로의 기울기 분해를 유도합니다. 이로 인해 -40 °C에서도 99.9%를 초과하는 기록적인 쿨롱 효율이 달성됩니다. 이렇게 구성된 AFSMB는 300 사이클을 유지하며 80%의 용량을 유지하고, 0.5-Ah 수준의 파우치 셀은 -25 °C에서 180 사이클 동안 85%의 용량을 제공합니다. 본 연구는 초저온에서의 빠른 이온 전도 및 우수한 나트륨 재현성을 위한 전해질 조성에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
Ge et al. (화,)은 이 문제를 연구했습니다.