Homogeneous Microphase Structure and Polymer‐Dominated Ion Transport Network Enable Durable Quasi‐Solid‐State Sodium Metal Batteries

材料科学 电解质 化学工程 倍半硅氧烷 相间 金属 聚合 离子运输机 离子 电极 丙烯酸酯 溶剂化 同种类的 储能 快离子导体 原位聚合 同质性(统计学) 动力学 电池(电) 钠离子电池 离子电导率 溶解 纳米技术 枝晶(数学)
作者
Xin Chen,Huaian Zhao,Xueyan Zhang,Yuanheng Wang,Jiaxin Yan,Guangyu Cheng,Geping Yin,Chunyu Du,Chuankai Fu,Yunzhi Gao,Pengjian Zuo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (27) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/adfm.202527023
摘要

Abstract Uncontrollable dendrite growth, unstable solid electrolyte interphase (SEI) and excessive consumption of electrolytes significantly limit the practical applications of sodium metal batteries (SMBs). Here, a 3D co‐continuous quasi‐solid‐state electrolyte (QSSE) is constructed by introducing the star‐shaped crosslinker octavinyl polyhedral oligomeric silsesquioxane (OV‐POSS) into the in situ polymerization of butyl acrylate (BA) monomers. The enhanced homogeneity of the QSSE generates abundant interfacial transport pathways, facilitating uniform ion flux and mitigating concentration polarization, thereby enabling uniform Na metal deposition. In addition, polymer‐involved hybrid solvation structures with a reduced desolvation energy barrier promote fast charge transfer kinetics and the formation of a stable polymer‐driven inorganic–organic hybrid electrode/electrolyte interphase. Owing to the outstanding ion transport properties and interfacial compatibility of the QSSE, the Na|P‐QSSE|Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 cell demonstrates high capacity retention (81%@2000 cycles, 64.7%@4000 cycles). This study provides valuable insights into the rational design of high‐performance quasi‐solid‐state SMBs.
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