詹孝文/高山/张朝峰AFM：自形成氟化界面提升固态电解质4倍临界电流密度！

糟糕的负极/电解质兼容性和枝晶的生长阻碍了固态钠金属电池（SSSMB）的发展。

图1. 材料制备及表征

安徽大学詹孝文、高山、张朝峰等设计了一个具有独特的铁价梯度的自形成中间相，以稳定Na₃Zr₂Si₂PO₁₂固态电解质的负极界面。

该中间相由靠近Na负极的含Fe和NaF的外层和富含Fe²⁺/Fe³⁺的内层组成，它们是在Na与专门涂覆在Na₃Zr₂Si₂PO₁₂上的亲钠α-Fe₂O_3-xF_x夹层接触时原位形成的。

NaF和Fe可以防止连续的还原反应，并使电场均匀化，而氧化铁梯度层在沉积过程中提供了缓冲的Na存储，进一步抑制了枝晶的生长。

图2. 半电池性能

受益于动态稳定、低阻抗和无枝晶的界面，对称电池在25℃时实现了界面电阻的20倍降低和临界电流密度（CCD）的4倍提升，并在80℃时实现了1.9 mA cm^-2的高CCD和1 mA cm^-2下1000小时的长循环寿命。

此外，基于Na₃V₂(PO₄)₃正极的相应SSSMBs在1C下的120次循环后提供了96%的容量保持率。这种强大的界面设计支持了有史以来最好的电化学性能之一，并为稳定Na₃Zr₂Si₂PO₁₂/Na界面以实现实用的SSSMBs提供了一个综合解决方案。

图3. 全电池性能

Self-Formed Fluorinated Interphase with Fe Valence Gradient for Dendrite-Free Solid-State Sodium-Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202301670

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詹孝文/高山/张朝峰AFM：自形成氟化界面提升固态电解质4倍临界电流密度！

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