先进的无机固体电解质（SE）是开发高安全性、高能量密度全固态碱金属电池的关键。

近日，清华大学曲良体教授，北京理工大学Yang Zhao，赵永杰针对全固态金属钠电池（ASSMBs）亟待解决的界面稳定性问题，提出了一种新的界面设计方案。

文章要点

1）研究人员对掺Mg²⁺的Na₃Zr₂Si₂PO₂导体（简称NZSP-xMg）的晶界相进行了调控，引入了有利的Na_3-2δMg_δPO₄主界面相，促进了NZSP-xMg与金属Na的紧密接触，并起到了电子屏障的作用，抑制了Na金属枝晶向电解液块体的渗透。

2）优化的NZSP-0.2Mg电解质具有较低的界面电阻，室温下为93 Ω cm^-2，比Na₃Zr₂Si₂PO₂小16倍以上。在0.3 mA cm^-2下，具有较小极化的镀钠/剥离能保持290天（7000 h）以上，这是目前用于ASSMBs的SEs最高循环稳定性。由此组装的全固态NaCrO₂//Na电池在1 C下循环1755次，容量达到110 mA g^-1，几乎没有容量衰减。同时，在5 C下实现了优异的倍率性能，库仑效率高达99.8%，因此在固态电化学储能系统中具有广阔的应用前景。

参考文献

Chengzhi Wang, et al, Grain Boundary Design of Solid Electrolyte Actualizing Stable All-Solid-State Sodium Batteries, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202103819

https://doi.org/10.1002/smll.202103819