苏大李亮/倪江锋EnSM: 静电纺丝在柔性钠离子电池的应用

作为一种独特且通用的方法，静电纺丝通常用于生产聚合物、金属、陶瓷和复合材料的一维纤维材料。这些纤维普遍适用于钠离子电池（SIBs），用作电极、电解质或隔膜。此外，电纺纤维可以很容易地交织成膜，这是柔性电池的理想组件。

在此，苏州大学李亮教授、倪江锋教授等人总结了静电纺丝在制造柔性SIB组件方面的主要优点和进展。作者首先介绍了构建柔性电池应考虑的几个关键因素，如电极配置、电解液选择、电池设计、电化学性能、安全性和维护等。

然后，从负极（插层、转换、合金型）、正极（层状氧化物和聚阴离子材料）、电解液、隔膜及全电池构建几个方面介绍了柔性SIB电纺材料的研究进展。接下来，作者总结了静电纺丝制备柔性SIBs的当前挑战，包括柔性电极的制备、能量/功率密度的提高、弯曲时的电池性能、安全问题等。

图1. 用于柔性SIB的电纺纤维的主要优点

最后，作者展望了用于SIB的静电纺丝技术未来发展的几个方向：

（1）电池设计优化。一方面，为了满足未来电子设备的可穿戴性，有必要开发具有机械柔韧性、可拉伸性、安全性的包装材料。另一方面，电纺电解质的研究需要进一步加强，以提高其在柔性电池应用中的实用性；

（2）电池性能进一步提升。除了重量容量外，还应考虑电极的体积和面积容量以适应柔性设备的尺寸要求。另外，电纺丝钠金属/钠硫电池也将是未来的研究方向；

（3）深入了解电化学过程。需要开发先进的原位表征技术以及理论建模和模拟，为了加速可穿戴电子产品的发展，全面了解柔性电池的机械和电化学行为是重中之重。

图2. 静电纺丝制备柔性SIBs的挑战和发展方向

Electrospinning for Flexible Sodium-Ion Batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.12.022

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