钠离子电池由于钠资源的丰富和广泛分布，被认为是下一代大规模应用的有吸引力的储能设备。然而，钠金属电池的发展面临着各种挑战，液态电解液可能导致火灾或爆炸等危险。

且由于金属钠的高反应性，电解质与钠阳极间的副反应也是阻碍电池实现长循环的一大阻碍。急需开发一种高安全性能的电解质来解决上述问题。

近日，澳大利亚迪肯大学的Maria Forsyth等人设计了一种含全氟聚醚链段的全固态聚合物电解质，该电解质使得钠金属电池具有超高的循环稳定性和倍率性能。

（a）聚合物设计原则。（b）分子动力学模拟结果。（c）EO10-PFPE与EO10-CTRL微观机构示意图。（d）不同组分间的结合能。（e）不同电解质的电导率。（f）不同电解质的电导率与钠离子迁移数、钠离子电导率。

分子动力学模拟结果显示EO10-PFPE可以形成自组装微结构，可以有效提高聚合物电解质的机械稳定性，同时由于引入的PFPE链段与阴离子之间具有强相互作用，钠离子迁移数有所上升。因此基于该新型电解质，Na/Na对称电池在较高的电流密度下仍表现出高度稳定的循环性能，Na/Cu电池显示出良好的稳定性，形成均匀的SEI层。

进一步，基于EO10-PFPE的固态钠金属电池Na₃V₂(PO₄)₃/Na在80℃、2C（高倍率）下经过900次循环，容量保持率为97.5%，平均库伦效率为99.91%。

作者认为在聚合物基体上引入F，从而形成均匀的SEI来稳定电池循环识通用策略。该工作为设计新型氟化聚合物电解质提供了新的思路。

（a）NVP/Na电池倍率循环图。（b）充放电曲线图。（c）电池循环阻抗图。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41563-022-01296-0

（田剑凌）