山大AEM：液态MOFs原位衍生夹层实现高性能固态钠金属电池

尽管最近在基于无机固态电解质(SSEs)的固态钠金属电池(SSNBs)方面取得了一些进展，但由于界面Na⁺传输不均匀性和异质Na剥离/沉积过程导致的Na枝晶传播极大地阻碍了SSNBs循环稳定性的提高。

山东大学尹龙卫、Zhaoqiang Li、王儒涛等综合分析了SSNBs中钠枝晶生长的特征和传播机制，并开发了一种新的策略，采用液态金属有机骨架(MOFs)前体对SSEs表面进行原位改性，以抑制Na枝晶。

图1 SSE中Na枝晶的特征

作者在无机SSEs中检测到明显的剥落型、直型、分支型和聚集型Na枝晶，其分布区域非常大。为避免垂直的Na枝晶生长，在NASICON SSE的表面开发了一种可扩展的方法来构建液态MOFs原位衍生的紧密夹层。

夹层直接由高温单相液态MOFs获得，不干扰中间重结晶，因此具有优异的均匀性。它可以改善与Na负极的界面相容性并均匀化e^–/Na⁺传输动力学，导致空间上均匀的Na成核，从而使Na沉积行为从枝晶转变为横向扁平状生长趋势。

图2 Na对称电池的性能

此外，所获得的亲钠性夹层显示出各向同性和稳定的特性，以减轻应力/应变，并在循环过程中保持优异的界面稳定性。

因此，组装的Na对称电池表现出1.0 mA cm^-2 的顶级时间终止临界电流密度，并且与Na₃V₂(PO₄)₃集成的全电池在1 C下表现出500次循环的稳定循环性能。Na枝晶传播机制的揭示和构建液态MOFs原位衍生涂层的策略可能为SSNBs的工业应用提供新的途径。

图3 钠成核和生长行为的示意图

Liquid Metal-Organic Frameworks In-Situ Derived Interlayer for High-Performance Solid-State Na-Metal Batteries. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102396

山大AEM：液态MOFs原位衍生夹层实现高性能固态钠金属电池

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