郑大陈卫华Angew：三角协同策略的快钠离子导电聚合物电解质用于准固态电池

聚合物电解质由于其高界面兼容性和可加工性，为构建高安全准固态电池提供了一条有效途径。然而，室温下缓慢的离子传输严重限制了它们的应用。

在此，郑州大学陈卫华教授团队提出了一种三角协同策略，通过聚合物盐、离子液体和富电子添加剂的组合来加速钠离子传导。特别地，PVDF-HFP和NaTFSI盐作为框架包含所有成分。离子液体通过减弱分子力软化聚合物链，并为离子传输提供额外的液体路径。结果表明，具有π-阳离子相互作用的富电子Nerolin促进了NaTFSI的解离，并有效抑制了EmimFSI中大阳离子的竞争性迁移，从而降低了离子传输的能垒。

该策略产生了以 NaTFSI 盐分解为主的薄层富 F界面，从而使Na⁺能够快速穿过界面。因此，该聚合物电解质在25 °C时具有高离子电导率(1.37 × 10⁻³ S cm⁻¹) 和 t_Na+(0.79)。组装的电池具有可靠的倍率性能和稳定性（200次循环，99.2%，0.5 C），并具有良好的安全性能。

图1. 离子传输机制

总之，该工作通过三角协同策略，充分利用PVDF-HFP、NaTFSI、saltemm -fsi离子液体和富电子的Nerolin的优势，成功制备了一种快速的钠导电聚合物电解质，以生产安全稳定的准固态金属电池。聚合物电解质在25°C时具有1.37 x 10^-3s cm^-1，t_Na+为0.79。组装后的准固态电池在200次循环后表现出良好的倍率性能和循环稳定性(容量保持率为99.2%)。

结果表明，强π-阳离子相互作用削弱了Emim^–的迁移能力，充分利用了离子液体在稳定的PVDF-HFP和NaTFSI框架内提供额外的传输途径的优势。因此，该策略同样适用于锂基电池，即该工作为安全稳定的准固态电池聚合物电解质中先进金属离子传导动力学提供了一种新方法。

图2. 电池性能

A Fast Na-Ion Conduction Polymer Electrolyte via Triangular Synergy Strategy for Quasi-Solid-State Batteries， Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202315076

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