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與鋰基電池相比，鈉電池因其原料豐富、成本低和可持續性而被認為是下一代二次電池的潛在候選者。然而，鈉金屬枝晶的不利生長和嚴重的界面反應阻礙了它們的大規模應用。

圖1 AF層的作用示意

燕山大學彭秋明、鄒國棟等提出在隔膜上過濾一層均勻的淀粉樣纖維（AF）可物理誘導出均勻的電場和Na⁺濃度，從根本上抑制枝晶的形成，此外還可生成穩定的SEI膜，進一步穩定Na金屬負極。具體而言，作者發現AF的加入使得Na沉積過程中Na致密結晶表面的比例增加，從而提高了Na金屬電池的可逆性。

此外還發現，淀粉樣纖維中的谷氨酰胺氨基酸與Na的結合能最高，這會導致循環過程中出現富含Na₃N和NaN_xO_y的SEI膜，進而改善酯基電解液在負極表面產生的界面。

圖2 半電池性能

因此，在淀粉樣纖維的物理纖維結構和化學成分調制方面實現了獨特的無枝晶金屬沉積。在這種情況下，對稱Na金屬電池可保持1800小時以上的穩定循環，是未改性電池的近6倍。此外，淀粉樣纖維修飾的Na金屬全電池配合高負載正極（Na₃V₂(PO₄)₃），在1000次循環后仍可提供87.13%的高容量保持率，遠高于未修飾的同類電池（200次循環后為69.46%）。

圖3 全電池性能

Sodiophilic Amyloid Fibril Modified Separator for Dendrite-Free Sodium Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202304942

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彭秋明/鄒國棟AM：親鈉淀粉樣纖維改性隔膜，實現無枝晶鈉金屬電池！

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