高能量密度的锂、钠电池已成为目前最有前景的能源存储设备之一，隔膜作为电池的重要组成部分，其电化学稳定性、热稳定性以及诱导形成的电极表面界面层（SEI）在很大程度上决定着电池的安全性和循环寿命。近日，化学化工学院侯之国、杨斌老师与南开大学赵庆团队合作，针对电极/电解质界面，利用二维纳米片材料设计钠电隔膜诱导在钠金属电极表面形成高强度、高稳定性、高钠离子传导性Na2SiO3-rich的SEI层，抑制钠枝晶生长，改善钠金属电池的循环寿命。相关研究以“High Modulus Na2SiO3-Rich Solid Electrolyte Interphase Enable Long-Cycle and Energy-Dense Sodium Metal Battery”为题发表在材料科学领域TOP期刊《Advanced Functional Materials》上（DOI: 10.1002/adfm.202407783），安徽大学化学化工学院2022级硕士研究生杨子强为论文第一作者，化学化工学院侯之国老师和南开大学赵庆研究员为本文共同通讯作者，安徽大学为第一通讯单位。

高模量SEI层有效限制钠枝晶生长

此工作设计的聚合物/无机复合隔膜的杨氏模量高达8.0 GPa，并能诱导钠金属电极表面形成富含高钠离子传导性无机物Na2SiO3且高模量高稳定的SEI层，组装钠金属电池展现出长的循环寿命，高热稳定性的该隔膜也使软包电池表现出高安全性。此前，该团队还成功制备了具备热球阀自动关闭系统的高安全性锂离子电池隔膜，相关成果以“A Thermal-Ball-Valve Structure Separator for Highly Safe Lithium-Ion Batteries”为题于2024年5月发表在材料领域TOP期刊《Small》上（DOI: 10.1002/smll.202309523），所设计的隔膜在温度升高到一定温度时，PEI颗粒会填充PVDF隔膜微孔，及时切断离子通路，使电池自动关闭，确保电池的高安全性，化学化工学院2021级硕士研究生骆梦宁为论文第一作者，化学化工学院侯之国老师和杨斌老师为共同通讯作者，安徽大学为第一通讯单位。