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糟糕的負極/電解質兼容性和枝晶的生長阻礙了固態鈉金屬電池（SSSMB）的發展。

圖1. 材料制備及表征

安徽大學詹孝文、高山、張朝峰等設計了一個具有獨特的鐵價梯度的自形成中間相，以穩定Na₃Zr₂Si₂PO₁₂固態電解質的負極界面。

該中間相由靠近Na負極的含Fe和NaF的外層和富含Fe²⁺/Fe³⁺的內層組成，它們是在Na與專門涂覆在Na₃Zr₂Si₂PO₁₂上的親鈉α-Fe₂O_3-xF_x夾層接觸時原位形成的。

NaF和Fe可以防止連續的還原反應，并使電場均勻化，而氧化鐵梯度層在沉積過程中提供了緩沖的Na存儲，進一步抑制了枝晶的生長。

圖2. 半電池性能

受益于動態穩定、低阻抗和無枝晶的界面，對稱電池在25℃時實現了界面電阻的20倍降低和臨界電流密度（CCD）的4倍提升，并在80℃時實現了1.9 mA cm^-2的高CCD和1 mA cm^-2下1000小時的長循環壽命。

此外，基于Na₃V₂(PO₄)₃正極的相應SSSMBs在1C下的120次循環后提供了96%的容量保持率。這種強大的界面設計支持了有史以來最好的電化學性能之一，并為穩定Na₃Zr₂Si₂PO₁₂/Na界面以實現實用的SSSMBs提供了一個綜合解決方案。

圖3. 全電池性能

Self-Formed Fluorinated Interphase with Fe Valence Gradient for Dendrite-Free Solid-State Sodium-Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202301670

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詹孝文/高山/張朝峰AFM：自形成氟化界面提升固態電解質4倍臨界電流密度！

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