上海交通大学
近日，上海交通大学马紫峰、廖小珍团队提出了一种聚合物塑晶离子凝胶复合电解质（PCGPE），该电解质以纤维素三醋酸酯（CTA）作为主链，聚离子液体作为交联剂。这种结构增强了机械强度和柔韧性。与通常通过将聚合物基质浸泡在电解质中形成的凝胶聚合物电解质（GPE）不同，该电解质膜表现为无自由液态形式，表面无液态且在加热或压缩时无液态泄漏，这在很大程度上最小化了液态泄漏的风险。聚离子液体结合了离子和聚合物的特性，能够在网络中稳定阳离子，并从其阴离子和钠盐中吸引电荷，改善钠离子迁移。这种增强导致了更高的阳离子迁移数，并促进了更均匀的钠沉积和剥离在金属表面上。使用这种PCGPE，取得了显著的性能：在30℃下，以1 C倍率和NVP正极实现了超过100 mAh g−1的比容量，并在790个循环中保持了80.0%的容量保持率。此外，在0.05 mA cm−2的电流密度下，钠对称电池循环超过550小时。这些结果强调了这种新型电解质在推进钠金属电池技术发展中的潜力。本文的关键制备过程包括首先在乙腈中准备1-烯基-3-甲基咪唑氯化物（AMImCl）和三氟甲磺酰氟钠（NaTFSI）的溶液，通过阴离子交换反应生成AMImTFSI和NaCl。然后，将该溶液与二氯甲烷中的CTA溶液按预定比例混合，接着加入丁烯碳酸酯（VC）和琥珀腈（SN）以获得均匀的溶液。随后，加入光引发剂2-羟基-2-甲基丙酰苯（HMPP），并用紫外光照射使其聚合。最后，将混合物倒在平坦的PTFE表面上，覆盖玻璃板，允许溶剂缓慢蒸发，经过24小时后，膜被小心剥离，并在50℃的真空烘箱中干燥6小时，最终得到可用于钠金属电池的PCGPE。感谢嘉兴长篙新材料科技有限公司提供超薄钠带作为固态软包电池负极，并通过微型软包设备制备钠固态软包电池。
