彭秋明/邹国栋AM：亲钠淀粉样纤维改性隔膜，实现无枝晶钠金属电池！

与锂基电池相比，钠电池因其原料丰富、成本低和可持续性而被认为是下一代二次电池的潜在候选者。然而，钠金属枝晶的不利生长和严重的界面反应阻碍了它们的大规模应用。

图1 AF层的作用示意

燕山大学彭秋明、邹国栋等提出在隔膜上过滤一层均匀的淀粉样纤维（AF）可物理诱导出均匀的电场和Na⁺浓度，从根本上抑制枝晶的形成，此外还可生成稳定的SEI膜，进一步稳定Na金属负极。具体而言，作者发现AF的加入使得Na沉积过程中Na致密结晶表面的比例增加，从而提高了Na金属电池的可逆性。

此外还发现，淀粉样纤维中的谷氨酰胺氨基酸与Na的结合能最高，这会导致循环过程中出现富含Na₃N和NaN_xO_y的SEI膜，进而改善酯基电解液在负极表面产生的界面。

图2 半电池性能

因此，在淀粉样纤维的物理纤维结构和化学成分调制方面实现了独特的无枝晶金属沉积。在这种情况下，对称Na金属电池可保持1800小时以上的稳定循环，是未改性电池的近6倍。此外，淀粉样纤维修饰的Na金属全电池配合高负载正极（Na₃V₂(PO₄)₃），在1000次循环后仍可提供87.13%的高容量保持率，远高于未修饰的同类电池（200次循环后为69.46%）。

图3 全电池性能

Sodiophilic Amyloid Fibril Modified Separator for Dendrite-Free Sodium Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202304942

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彭秋明/邹国栋AM：亲钠淀粉样纤维改性隔膜，实现无枝晶钠金属电池！

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