近期，材料学院赵勇课题组在高比能钠金属电池领域取得新进展，相关成果以“Tertiary-amine Based Network Polymer Electrolyte for Improving the Cyclic Stability of Na Metal Batteries with Large Capacity”为题，以全文形式在国际学术期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上发表。

论文链接： https://doi.org/10.1002/aenm.202400527

图1. PBMP基GPE与钠金属电极反应形成富氮SEI示意图。

聚合物基钠金属电池（GPE-SMB）具有理论能量密度高、成本低、安全性好等优点，是具有发展前景的下一代储能器件。然而，钠（Na）金属电极面临循环稳定性差的问题。Na金属表面形成的固体电解质界面层（SEI）往往含有大量离子电导率较低的有机物，在循环过程中造成Na表面枝晶生长和副反应。这不仅消耗Na金属并形成了低机械强度和厚SEI, 而且导致Na金属电极低的库仑效率和循环稳定性。在Na金属电极表面构筑先进SEI是提升电极和GPE-SMB循环稳定性的有效手段。

针对上述问题，我们提出了一种含氮聚合物（聚氮丙啶，PBMP）构筑具有稳定SEI结构的准固态钠金属电池的策略，成功提升了电池循环稳定性。三维网状聚合物PBMP含有低价氮（N）元素（─3），其与金属Na快速发生反应，生成含有离子传输能力N_a3N和N_aN_xO_y的SEI。此外，PBMP-GPE具有高的机械强度可以有效抑制Na枝晶生长，进而抑制Na金属表面副反应。结果表明，PBMP组装的Na/GPE/N_a3V₂(PO₄)₃全电池在放电电流密度为5 C（2 mA cm^-2）时，其循环2000次后的容量保持率达到97.8%。上述研究为深入理解SEI化学组成与Na金属循环稳定性的构效关系提供了理论基础，而三维含氮聚合物PBMP网络为构建高性能GPE-SMB提供了技术手段。

河南大学材料学院博士研究生张琦为论文第一作者，赵勇教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。