鈉比鋰具有資源豐富和成本低廉兩大優勢，這使得鈉金屬電池（SMB）成為大規模儲能系統極具競爭力的候選者。然而，其應用受到電解液與鈉之間的副反應及枝晶生長等挑戰的阻礙。
在此，澳大利亞伍倫貢大學吳超、西湖大學文燎勇等人報道了用于SMB的雙隔膜內雙電解質（表示為D-e@PP/S-e@GF）的獨特設計，即由聚丙烯隔膜（PP，Ceglard 2325）承載的貧二甘醇二甲醚基電解質和由玻璃纖維（GF）隔膜承載的環丁砜基電解質，能有效防止鈉枝晶生長并抑制副反應。這種獨特的D-e@PP/S-e@GF設計提供了多種優勢：
i）D-e@PP層顯著減少了S-e和金屬鈉之間的副反應；
ii）D-e@PP層避免了GF對Na金屬表面平整度的破壞，從而形成了穩定的SEI膜；
iii）D-e@PP/S-e@GF電解質層與高壓正極材料具有良好的相容性，從而實現了鈉負極與高壓正極的耦合；
iv）D-e@PP/S-e@GF的所有組件都是可商購的，并且易于擴展以制造SMB。
因此，D-e@PP/S-e@GF使鈉負極在高可逆性和長期循環穩定性方面表現出優異的電化學性能。電化學測試結果表明，Na||Cu電池顯示出560次的長循環，平均 CE高達97.22%，且Na||Na對稱電池在1 mAh cm-2下重復電鍍/剝離超過1900 小時。作為概念驗證，作者組裝了以磷酸釩鈉（NVP）為正極、截止電壓高達4.3 V的SMB。
基于De@PP/Se@GF的全電池具有出色的循環性能，在 3000次循環中的平均容量為75.3 mAh g-1，容量保持率高達88.4%。此外，基于普魯士藍（PB）正極的全電池也表現出優異的循環穩定性。總之，這種雙隔膜內雙電解質的獨特設計為高性能SMB的開發提供了一些新的指導和視角，未來可通過用更薄的隔膜代替厚的GF或研究不同電解質之間的溶劑化化學來進一步改善其性能。
圖2. Na/NVP全電池在不同隔膜/電解質中的電化學性能
Towards Stable Sodium Metal Battery with High Voltage Output through Dual Electrolyte Design, Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.03.040
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