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主要工作
引入固态电解质来开发高能量密度、高安全性钠基电池被认为是最有效的策略之一。然而,低离子电导率的固态电解质、及电极与电解质之间差的界面相容性阻碍了固态钠金属电池的实际应用。固态电解质的低离子电导率增加了电池内阻,降低了离子传输效率,电极/电解质界面稳定性不足和差的固固接触,通常导致更大界面阻抗,限制界面离子传输,加剧枝晶生长,恶化电池性能。为解决上述问题,以单一目标目提高固态电解质离子电导率或增强电池正极(负极)界面稳定性已取得了显著进展。然而,由于正负极两侧界面面临着截然不同的挑战,目前尚缺乏能够同时满足高性能固态钠金属电池正负极要求的研究工作。
为此,昆明理工大学梁风教授团队提出一种紫外光高效固化制备高离子电导复合固态电解质的新策略,可在45秒内实现复合固态电解质的快速制备。并通过溶剂化结构调控和原位固化同时构建稳定的界面相和紧密界面。有效抑制了电池枝晶生长及界面反应,降低了电池界面阻抗,实现电池长循环寿命。Na||NVP电池在2 C电流密度下展现出102 mAh g–1的比容量,循环2100次后容量保持率高达91.2%,与同类固态电池相比具有明显优势。该策略为固态电解质的高效制备和固态钠金属电池界面兼容性改善提供了新思路,助力固态钠金属电池的商业化。相关研究成果以《Ultrafast UV Curing Enabling A Stable Interphase and Interface for Solid-State Sodium−Metal Batteries》为题,发表在ACS Energy Letters上。昆明理工大学梁风教授、熊仕昭教授为论文共同通讯作者,直博生李付鹏为论文第一作者。