上海理工/新加坡国立AEM：原位形成Na-B-H-F电解质，实现稳定全固态钠电池

全固态钠离子电池（ASSSB）被认为是低成本大规模应用的最有前景的候选电池之一。由于氢化物电解质具有较高的钠离子电导率，因此成为近期的研究热点，而为了满足钠离子电池的应用要求，迫切需要解决其电化学稳定性问题。

图1 Na-B-H-F的制备和应用示意图

上海理工大学郑时有、新加坡国立大学John Wang等提出了一种新颖的通用策略来提高氢化物电解质的电化学稳定性，该策略利用了氢化物与NaHF₂之间的原位反应。

研究显示，Na₂B₁₂H₁₂可与NaHF₂反应形成NaF纳米粒子，均匀地嵌入Na₂B₁₂H₁₁F基质中，从而在不明显降低离子电导率的情况下表现出优异的电极兼容性。这种电解质在30和80℃时的钠离子电导率分别为1.92×10^-4和5.08×10^-4 S cm^-1，活化能为0.63 eV。此外，掺杂F能显著降低整体电子传导率，并增强与电极的相容性。在循环过程中，电解质/电极界面上形成了稳定的界面层，从而抑制了进一步的副反应，并提供了钠离子传输通道。

图2 Na-B-H-F的离子电导性和稳定性研究

因此，掺杂F的Na-B-H-F-1使Na||Na₃V₂(PO₄)₃ ASSSB能够稳定循环，经过100次循环后可获得97.4 mAh g^-1的可逆比容量（容量保持率为87.7%），并且在0.5 C电流密度下可获得94mAh g^-1的可逆比容量。该研究成果证明了F掺杂策略在改进氢化物电解质方面的巨大潜力，并可应用于其他固态电解质。

图3 全电池性能

Stable All-Solid-State Na Batteries Enabled by In Situ Formed Na─B─H─F Electrolyte. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202301637