可充電鈉氧（Na–O2）電池因其豐富的鈉資源和高理論能量密度（1108 Wh kg–1）而被認(rèn)為是一種極具潛力的高能存儲設(shè)備。一系列準(zhǔn)固體電解質(zhì)不斷被設(shè)計(jì)來抑制枝晶生長，以及由于Na–O2電池開放系統(tǒng)而導(dǎo)致的液體電解質(zhì)揮發(fā)和泄漏風(fēng)險(xiǎn)。在此，南開大學(xué)陳軍院士、嚴(yán)振華報(bào)道了一種具有聚偏二氟乙烯-六氟丙烯復(fù)合Nafion（PVDF–HFP@Nafion)的準(zhǔn)固體聚合物電解質(zhì)（QPE）和具有梯度親鈉結(jié)構(gòu)的MXene基Na陽極（M-GSS/Na）。
本文要點(diǎn)：
1) QPE具有良好的阻燃性、鎖液性和疏水性，其中Nafion的引入可以通過阻斷陰離子的運(yùn)動而導(dǎo)致高的Na+遷移數(shù)（tNa+=0.68），并促進(jìn)富含NaF固體電解質(zhì)界面的形成，從而在高電流密度下產(chǎn)生優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。同時(shí)，M-GSS/Na陽極具有優(yōu)異的枝晶抑制能力和循環(huán)穩(wěn)定性。
2) 因此，在QPE和M-GSS/Na的協(xié)同作用下，構(gòu)建的Na–O2電池運(yùn)行更穩(wěn)定，即在1000 mA g–1和1000 mAh g–1的80次循環(huán)后仍具有低電位間隙（0.166 V）。
Xin He et.al PVDF–HFP@Nafion-based quasisolid polymer electrolyte for high migration number in working rechargeable Na–O2 batteries PNAS 2024
DOI: 10.1073/pnas.2320012121
https://doi.org/10.1073/pnas.2320012121
