《Adv. Funct. Mater.》：阴离子捕获剂耦合阻燃凝胶聚合物电解质助力无枝晶钠金属电池

Coupling Anion-Capturer with Polymer Chains in Fireproof Gel Polymer Electrolyte Enables Dendrite-Free Sodium Metal 

Batteries.

Meng Yang, Fan Feng, Yufeng Ren, Shuzhou Chen, Fangfang Chen, Dongkun Chu, Junhong Guo, Zhenhai Shi, Tongxiang Cai, Wenli Zhang, Zi-Feng Ma, Suli Chen* and 

Tianxi Liu*.

钠金属作为下一代电池的负极材料具有诸多优点，如高理论比容量(1165 mAh g^-1)、低氧化还原电位（-2.71 V vs. SHE）和低成本。然而，目前报道的凝胶聚合物电解质（GPEs）存在力学性能差、界面稳定性低、易燃等问题，限制了钠金属电池（SMBs）的实际应用。采用磷酸类阻燃GPEs替代有机电解液有望解决易燃问题，但游离的磷酸酯类溶剂会进一步导致电极/电解质界面恶化，大幅降低电解质的力学性能，进而引发严重的枝晶生长。因此，在满足良好阻燃性的前提下，制备兼具高离子电导率、高力学性能和良好界面稳定性的GPEs对于实现高性能的SMBs具有至关重要。

基于此，本课题组通过化学耦合策略设计合成了一种氮化硼纳米片增强的高钠离子选择性阻燃复合凝胶电解质（AT-FCGE），实现了高稳定性的固态钠金属电池。具体而言，功能化氮化硼纳米片（M-BNNs）作为纳米耦合剂通过化学作用与聚（乙二醇）二丙烯酸酯（PEGDA）进行交联，显著提升电解质力学性能。此外，实验和理论计算结果表明，具有丰富路易斯酸位点的M-BNNs可以促进钠盐高度解离，使AT-FCGE表现出高Na⁺选择性，进一步增强了与金属钠负极的界面稳定性，提升电解质电化学性能。得益于上述优势，所制备的AT-FCGE表现出显著增强的Na⁺传导率、力学性能和界面稳定性，由其组装的Na/Na对称电池和固态SMBs均具有优异的循环稳定性和倍率性能。这项工作为开发高安全和高电化学性能的固态SMBs凝胶聚合物电解质材料提供了有益借鉴。

本论文第一作者为化工学院硕士研究杨梦，通讯作者为刘天西教授和陈苏莉副教授。

论文连接：https://doi.org/10.1002/adfm.202305383