近日，湖北工业大学理学院科研团队在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》（自然指数期刊，一区Top期刊，影响因子19）上发表题为“Synergistic Anion-Cation Regulation in Composite Quasi-Solid Polymer Electrolytes Enables Stable Sodium Metal Anodes”的研究论文。理学院青年教师周晓燕为第一作者，硕士研究生李昆鹏为共同第一作者，学院高层次引进人才胡培副教授及华中科技大学郭新教授、杨辉教授为共同通讯作者，我校为论文第一单位。
钠金属电池凭借高能量密度、低成本及钠资源丰富等优势，成为下一代储能系统的核心候选之一。然而，传统液态电解液中钠离子溶剂化结构紧密、去溶剂化动力学缓慢，易导致钠枝晶生长、界面副反应频发，严重影响电池的循环稳定性与安全性能，制约其规模化应用。
针对这一问题，团队设计了一种复合准固态聚合物电解质（LPQSE），该电解质在含a-LiAlO2@g-Al2O₃（LAO）纳米片聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）多孔膜中通过原位聚合聚丙烯酸酯构建，具备较好的热学和力学稳定性。基于该电解质的Na||Na对称电池展现出卓越的循环稳定性，在0.3 mA cm-2电流密度下稳定循环超350小时；Na3V2(PO4)3 (NVP) ||Na 全电池在1C倍率下循环1000圈后容量保持率高达88.7%，10C高倍率下仍能输出69.5 mAh g-1的比容量。此外，组装的软包电池可在平整、弯曲和剪切情况下稳定点亮LED灯，在热箱测试和针刺测试中均表现出优异的安全性能。作者提出了“阴离子锚定-阳离子配位”协同调控机制，通过LAO纳米片-阴离子，羰基基团- Na+双重作用，削弱了离子对结合强度，构建了松散的钠离子溶剂化结构，显著加速去溶剂化动力学并提升成核密度，从而抑制枝晶形成与生长，实现了均匀致密的钠沉积。
该研究提出的协同调控电解质设计策略，为解决金属电池枝晶问题提供了新视角，对推动高安全、长寿命固态钠电池的发展具有重要意义。研究工作得到湖北省自然科学基金（2025AFB048）、湖北工业大学绿色工业引领计划（XJKY20240129）、湖北工业大学科研启动基金（XJ2023008701）等项目的支持。
原文链接：Xiaoyan Zhou, Kunpeng Li, Yunxiang Xu, Zhiyong Li, Pei Hu*, Hui Yang*, Xin Guo*. Synergistic Anion-Cation Regulation in Composite Quasi-Solid Polymer Electrolytes Enables Stable Sodium Metal Anodes. Advanced Functional Materials, 2025, DOI: 10.1002/adfm.202522303
https://doi.org/10.1002/adfm.202522303
责任编辑：陈凌
