钠比锂具有资源丰富和成本低廉两大优势，这使得钠金属电池（SMB）成为大规模储能系统极具竞争力的候选者。然而，其应用受到电解液与钠之间的副反应及枝晶生长等挑战的阻碍。
在此，澳大利亚伍伦贡大学吴超、西湖大学文燎勇等人报道了用于SMB的双隔膜内双电解质（表示为D-e@PP/S-e@GF）的独特设计，即由聚丙烯隔膜（PP，Ceglard 2325）承载的贫二甘醇二甲醚基电解质和由玻璃纤维（GF）隔膜承载的环丁砜基电解质，能有效防止钠枝晶生长并抑制副反应。这种独特的D-e@PP/S-e@GF设计提供了多种优势：
i）D-e@PP层显著减少了S-e和金属钠之间的副反应；
ii）D-e@PP层避免了GF对Na金属表面平整度的破坏，从而形成了稳定的SEI膜；
iii）D-e@PP/S-e@GF电解质层与高压正极材料具有良好的相容性，从而实现了钠负极与高压正极的耦合；
iv）D-e@PP/S-e@GF的所有组件都是可商购的，并且易于扩展以制造SMB。
因此，D-e@PP/S-e@GF使钠负极在高可逆性和长期循环稳定性方面表现出优异的电化学性能。电化学测试结果表明，Na||Cu电池显示出560次的长循环，平均 CE高达97.22%，且Na||Na对称电池在1 mAh cm-2下重复电镀/剥离超过1900 小时。作为概念验证，作者组装了以磷酸钒钠（NVP）为正极、截止电压高达4.3 V的SMB。
基于De@PP/Se@GF的全电池具有出色的循环性能，在 3000次循环中的平均容量为75.3 mAh g-1，容量保持率高达88.4%。此外，基于普鲁士蓝（PB）正极的全电池也表现出优异的循环稳定性。总之，这种双隔膜内双电解质的独特设计为高性能SMB的开发提供了一些新的指导和视角，未来可通过用更薄的隔膜代替厚的GF或研究不同电解质之间的溶剂化化学来进一步改善其性能。
图2. Na/NVP全电池在不同隔膜/电解质中的电化学性能
Towards Stable Sodium Metal Battery with High Voltage Output through Dual Electrolyte Design, Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.03.040
原创文章，作者：v-suan，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/14/7dc79a1a90/
