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引入鈉作為負極來開發金屬鈉電池是提高鈉離子電池能量密度的一種有前途的方法。然而，低成本碳酸酯基電解質中鈉枝晶生長不可控、固體電解質界面相(SEI)不穩定以及嚴重的安全性問題等嚴重阻礙了其實際應用。

在此，重慶大學徐朝和教授團隊通過在PP隔膜（<25μm）上涂覆固態NASICON型快離子導體層，合理設計了多功能隔膜(NZSP@PP)取代了廣泛使用的厚玻璃纖維隔膜（>200μm）。

其中，3μm固態快離子導體NZSP功能層大大提高了對碳酸酯電解質的潤濕性。此外，得益于NZSP良好的離子導電性和離子調節能力，實現了Na⁺的均勻傳輸以及均勻的成核和沉積。

圖1. 采用NZSP@PP、PP和GF隔膜的Na||Cu半電池和Na||Na對稱電池的電化學特性

研究表明，NZSP@PP隔膜可以使對稱Na||Na電池在碳酸酯基電解質中在0.5 mA /cm²(0.5 mAh/cm²)下具有1000小時的長循環壽命。并首次在軟包電池中使用Na₃V₂(PO₄)₃ (NVP)正極制備高性能SMBs。Na||NVP全電池在10C的高倍率下可以穩定地循環超過1200次，容量保持80%，即使在30C的高速率下也能提供80 mAh/g的比容量，表明了非常快的充電特性。

在10.7 mg cm^?2的高NVP負載下，完整的SMBs也可以穩定地循環200次，保留率為96.4%。最重要的是，SMB袋電池提供長壽命周期和高溫電池性能，這保證了SMB在實際應用中的安全性。

圖2. 帶有NZSP@PP隔膜的Na || NVP軟包電池的電化學性能

Multifunctionalized Safe Separator Toward Practical Sodium-Metal Batteries with High-Performance under High Mass Loading, Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202214759

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徐朝和教授AFM：多功能安全隔膜用于高負載鈉金屬電池

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