聚合物锂电池凝胶电解质（浙江大学NatureMaterials全氟聚醚电解质构建全固态金属钠电池）
聚合物锂电池凝胶电解质（浙江大学NatureMaterials全氟聚醚电解质构建全固态金属钠电池）https://doi.org/10.1038/s41563-022-01296-0DOI：10.1038/s41563-022-01296-01）该工作设计了一种基于全氟聚醚（PFPE）的电解质，其主要方法为将PFPE结构域引入聚环氧乙烷（PEO）基固体聚合物电解质（SPEs）中，增强SPEs的机械稳定性。与非氟化PEO电解质相比，基于PFPE的SPE具有较强的特异性PFPE-阴离子相互作用，改善了钠离子的运输并增加了钠离子的转移效率。2）该工作将上述电解质与电极组装成全固态钠金属电池，并测试了其性能，其结果表明，该电池在0.2 mA/cm2的充电速率下，具有稳定的倍率性能和出色的充放电可逆性，其中，该电池在80℃的高温下，可稳定循环900次。Xiaoen Wang，et al，Ultra-stable all-solid-state sodium metal batteries ena
浙江大学Nature Materials：全氟聚醚电解质构建超稳定全固态金属钠电池
随着全球能源储存需求量的迅速增长，锂资源已不能满足日益增长的需要。而钠资源储量非常丰富，地壳丰度为2.64%，是锂资源的440倍，钠离子电池与锂离子电池工作原理大致相似，且钠的理论容量高达1165 mAh/g，氧化还原电位低（-2.714 V），因此，钠离子电池有望成为下一代大规模应用的储能装置。然而，钠离子电池的发展也面临着各种挑战，例如，目前钠离子电池使用的酯类有机电解质具有高度易燃易爆炸性，这使得钠离子电池的使用变得异常危险。急需开发一种安全性能高的电解质来解决上述问题。
近日，澳大利亚迪肯大学的Maria Forsyth等人设计了一种基于全氟聚醚的全固态钠离子电池，具有超高的循环稳定性和倍率性能。
钠金属阳极可充电电池被认为是最有前途的高能、低成本储能系统之一。然而，在电池运行过程中使用高活性金属钠和形成钠枝晶引起了安全问题，特别是当使用高度易燃的液体电解质时。在此，我们设计和开发了一种基于全氟聚醚端部聚氧乙烯(PEO)嵌段共聚物的无溶剂固体聚合物电解质(spe)，用于安全稳定的全固态钠金属电池。与传统的PEO spe相比，我们的结果表明，嵌段共聚物设计允许形成自组装的纳米结构，从而在高温下获得较高的存储模量，即使在高盐浓度(环氧乙烷/钠= 8/2)下，PEO结构域也提供了传输通道。此外，研究表明，全氟聚醚段的加入提高了电解质在80°C时的Na 转移数至0.46，并使固体电解质界面稳定。在高电流密度下(0.5 mA cm−2和1.0 mAh cm−2，长达1000小时)，新的SPE表现出高度稳定的对称电池循环性能。最后，组装后的全固态钠金属电池具有良好的容量保持能力和长期充放电稳定性(库仑效率为99.91%;>与Na3V2(PO4)3阴极900循环)和良好的性能与高负载NaFePO4阴极(>1 mAh厘米−2)。
本文要点：
1）该工作设计了一种基于全氟聚醚（PFPE）的电解质，其主要方法为将PFPE结构域引入聚环氧乙烷（PEO）基固体聚合物电解质（SPEs）中，增强SPEs的机械稳定性。与非氟化PEO电解质相比，基于PFPE的SPE具有较强的特异性PFPE-阴离子相互作用，改善了钠离子的运输并增加了钠离子的转移效率。
2）该工作将上述电解质与电极组装成全固态钠金属电池，并测试了其性能，其结果表明，该电池在0.2 mA/cm2的充电速率下，具有稳定的倍率性能和出色的充放电可逆性，其中，该电池在80℃的高温下，可稳定循环900次。
Xiaoen Wang，et al，Ultra-stable all-solid-state sodium metal batteries enabled by perfluoropolyether-based electrolytes，Nature Materials，2022
DOI：10.1038/s41563-022-01296-0
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01296-0
