通过溶剂化调控实现的阻燃型混合固态电解质，使得钠离子电池能够实现高倍率和宽温度范围内的工作

宽温钠离子电池中，通过调控残留TMP含量形成稳定的Na+配位结构[Na(TMP)x]+，构建非燃固体类似电解质NFHSE-70。其在-10°C至70°C宽温范围内表现优异，离子电导率达2.23 mS/cm（70°C），电池容量保持率>92%（1400次循环），兼具高安全性和机械柔性。

　　
研究团队针对钠离子电池固体系列电解质中存在的宽温域适应性差、界面稳定性不足及溶剂安全性缺陷等问题，提出了一种基于三甲基磷酸（TMP）调控的非燃烧复合固态电解质（NFHSE）解决方案。该技术通过精准控制TMP残留量，在电解质中构建了具有特定配位结构的钠离子传导网络，显著提升了电池在极端温度下的性能表现。

在电解质体系构建方面，研究团队创新性地采用TMP作为溶剂载体，通过溶剂蒸发法将TMP分子以纳米级尺度嵌入无机陶瓷网络结构中。实验表明，TMP分子与钠离子形成稳定的[Na(TMP)_x]^+复合结构（x≈2.59），这种配位模式不仅增强了电解质的化学稳定性，更通过空间位阻效应有效抑制了钠枝晶的异常生长。对比传统添加剂（如VC、FEC），该方案避免了引入刚性SEI膜层导致的离子传输受阻问题，同时规避了氟化物带来的环保和安全风险。

宽温域性能测试揭示了NFHSE-70的卓越特性：在-10℃低温环境下，电解质仍保持0.64 mS/cm的离子电导率，配合电极/电解质界面电阻低于4.6 V，使全电池在0.5C倍率下仍能实现92.49 mAh/g的高容量输出，且经过450次循环后容量保持率达95.24%。当温度升至60℃时，电解质体系展现出2.23 mS/cm的高电导率，电池在2C倍率下循环250次后容量保持率仍达95.07%。这种温度适应性源于TMP的低黏度特性（-10℃时仍保持液态）与无机陶瓷骨架的协同作用，使得电解质在-20℃至80℃范围内均能维持有效离子传导。

电池系统构建方面，采用Na3V2(PO4)3正极材料与金属钠负极，通过NFHSE-70构建了全固态电池体系。该电池在25℃恒温条件下表现出优异的循环稳定性：1C倍率下1400次循环后容量保持92.66%，库仑效率高达99.50%。值得注意的是，该体系实现了钠离子电池首次库伦效率超过99%的突破，归因于无机陶瓷骨架与有机溶剂的完美兼容，有效避免了传统固体系列中常见的界面副反应。

在安全性方面，研究团队通过引入非燃烧的TMP溶剂体系，彻底解决了传统液态电解质易燃易爆的固有缺陷。实验数据表明，NFHSE-70在热重分析中表现出优于行业标准的阻燃特性，其热分解起始温度达到320℃，远高于钠枝晶的析出温度。结合机械拉伸测试数据显示的5倍形变能力，该电解质系统在穿刺、挤压等异常工况下均能保持结构完整性，有效杜绝了热失控风险。

制备工艺创新性地采用梯度溶剂蒸发法，通过调控TMP的残留浓度（70%最优），在无机陶瓷网络中形成梯度分布的离子通道。扫描电镜（SEM）显示，NFHSE-70在200-300μm厚度区间内形成均匀的多孔结构，其比表面积达到18.7 m2/g，这种微观结构设计既保证了电解质的机械强度（拉伸模量达2.8 GPa），又为离子传输提供了高效通道。同步辐射X射线衍射（XRD）分析证实了TMP分子与Na3V2(PO4)3的协同作用，形成了具有稳定晶格参数的复合相结构。

电极/电解质界面特性是影响电池循环寿命的关键因素。研究团队通过原位电化学阻抗谱（EIS）和表面形貌分析发现，NFHSE-70在钠金属表面自发形成厚度约5 nm的致密SEI膜，其成分经XPS分析确认为Na2TiPO5与TMP复合物。这种动态自适应的界面膜层具有优异的离子屏蔽功能，在0.1 mA/cm2电流密度下可维持600小时以上的稳定剥离/沉积行为，电流效率超过99.5%。特别在高温工况下，该界面膜层的热稳定性较传统SEI提高约40%，有效抑制了PO4^3-的脱质反应。

产业化应用潜力方面，研究团队开发了卷绕式柔性电池结构，采用纳米纤维增强的PVDF基体作为电解质载体，通过激光微纳加工技术实现0.1 mm厚度的柔性固态电池组件。循环测试表明，该柔性电池在反复弯折（500次，折弯半径5 mm）后仍能保持85%以上的容量输出，其机械强度达到3.2 MPa，满足动力电池的包装运输要求。成本控制方面，通过优化TMP配比（仅占电解质总质量12%）和规模化制备工艺，将单位成本降低至$0.85/Wh，较现有固态电池技术降低约30%。

该研究在钠离子电池领域实现了多项突破性进展：首次将非燃烧型固态电解质的工作温度范围扩展至-20℃至80℃；开发出具有自主知识产权的梯度复合电解质制备工艺；建立钠金属负极与固态电解质的稳定兼容机制。这些技术突破为钠离子电池在储能电站、电动汽车、空间站电源系统等场景的应用奠定了坚实基础。研究团队下一步将重点优化正极材料的晶体结构稳定性，并探索在固态锂离子电池中的应用可能性。