近期,江南大学刘天西教授课题组在《Small》期刊上发表了题为“Achieving Ultra-Stable All-Solid-State Sodium Metal Batteries with Anion-Trapping 3D Fiber Network Enhanced Polymer Electrolyte”的文章(DOI: 10.1002/smll.202206740)。该课题组结合静电纺丝与溶液浇筑相技术制备了一种具有高钠离子选择性的MOF基纤维网络增强的聚合物复合电解质(ATFPE),以实现固态聚合物电解质高钠离子传导率和与金属钠负极的界面兼容性。研究表明,该ATFPE由于具有连续的3D离子传输通道和对阴离子独特的俘获效应,表现出1.1×10-4 S cm-1的高离子传导率、0.63的高钠离子迁移数以及良好的界面稳定性。得益于上述优点,使用ATFPE组装的Na/Na对称电池在0.1 mA cm-2下可以稳定循环超过600 h,即使在0.5 mA cm-2的大电流密度下也仅有0.58 V的超低过电位。有限元模拟结果表明,MOF基纤维网络的存在能够促进金属钠负极表面Na+和电场电势的均匀化,进而实现了Na+在电解质/钠负极界面的快速转移和在负极表面的均匀沉积。最后,使用ATFPE组装的全固态钠金属电池表现出优异的倍率性能和长循环稳定性,在电流密度0.1 C的条件下,放电比容量高达117. 5 mAh g-1,尽管在1 C条件下,电池依旧可循环超过1000圈且容量保持率高达78.2%。这项工作为高性能全固态二次金属电池用固态聚合物电解质的合理设计及开发提供了有益借鉴。