鈉金屬電池（SMBs）憑借豐富的資源儲量、較低的原材料成本及高達1165mAhg?1的理論比容量，被學界廣泛認為是鋰離子電池的潛在替代技術。隔膜作為關鍵界面結構，承擔引導鈉離子通量、維持電解液分布均勻以及抑制枝晶穿透的功能，其性能優劣對電池整體運行穩定性具有重要影響。而傳統的玻璃纖維（GF）隔膜孔徑無序、電解液浸潤性差，因此易導致鈉金屬沉積不均勻。
針對上述問題，中國科學院廣州能源研究所研究員曹晏團隊揭示了雙極性功能協同調控金屬有機框架隔膜性能的新機制。研究證實，經過精確調控的具有雙極性官能團UIO-66金屬有機框架（MOF）與隔膜相復合可顯著提升鈉金屬電池的循環壽命，并在10C高倍率測試中表現出超2000次循環的高穩定性。
該研究圍繞鈉金屬電池中界面不穩定與離子遷移受限的挑戰，提出并構建了雙極性功能團（?F與?SO?H）協同修飾的UFS2@GF隔膜。該隔膜在結構層面實現了對鈉離子脫溶劑化、遷移動力學以及成核行為的多重調控；在界面層面誘導形成富無機組分的穩定固體電解質界面膜，顯著抑制枝晶生長與副反應，整體提升了電化學性能與循環穩定性。進一步，量化計算揭示了MOF骨架對Na?吸附與遷移路徑的本征調控機制，為實驗結果提供了理論支撐。
近日，相關研究成果以Synergistic Dual-Polar-Functionalized Metal?Organic Framework-Modified Separator for Stable and High-Performance Sodium Metal Batteries為題，發表在ACS Nano上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、廣西壯族自治區科學技術廳等的支持。
論文鏈接
UFS2@GF隔膜的鈉金屬電池中鈉沉積/剝離行為示意圖
本文鏈接：研究構建創新雙功能隔膜體系http://www.sq15.cn/show-12-1077-0.html
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