南京大学「国家级青年人才」张秋红/贾叙东最新AEM丨选择性Na⁺通道稳定钠金属电池！

本文针对传统聚合物电解质中Na⁺迁移数低、界面不稳定等问题，设计了一种基于聚轮烷网络的选择性Na⁺通道聚合物电解质（α-PRPE）。背景方面，钠金属电池因成本低、容量高而受关注，但液态电解质易导致枝晶和副反应，聚合物电解质虽具柔性但离子电导率和Na⁺选择性差。研究目的为通过聚轮烷结构（α-CD环穿套PEG链）实现Na⁺快速传输与阴离子限域的协同，提升Na⁺迁移数和界面稳定性。结论显示，α-PRPE在室温下离子电导率达2.1 mS cm⁻¹，Na⁺迁移数高达0.88，电化学窗口达5.0 V；分子动力学模拟证实α-CD腔体尺寸筛分效应抑制ClO₄⁻迁移，同时促进Na⁺沿PEG/α-CD通道跳跃迁移。基于该电解质的Na₃V₂(PO₄)₃||Na全电池在2.0 C下循环2500圈后容量保持率达95.9%，展现出优异的长循环性能和抑制枝晶能力，为高稳定性钠金属电池提供了新设计策略。