金属有机框架复合PEO柔性聚合物电解质在全固态钠离子电池中的创新应用

本文创新性地通过静电纺丝技术构建了Ca@SA/ZIF-8-PEO柔性固态电解质，其具有4.4×10?4 S cm?1的高Na+电导率和0.45的迁移数。ZIF-8与Ca2+交联海藻酸钠（SA）协同降低PEO结晶度，稳定电极/电解质界面（SEI），使Na对称电池实现1500小时稳定循环，全固态电池在1 C下循环1000次后仍保持92 mAh g?1比容量。

　　

Highlight

本研究通过静电纺丝技术开发了三维Ca@SA/ZIF-8-PEO固态聚合物电解质（SPE）膜，其具备：

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  超高机械强度（28.37 MPa）和阻燃特性

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  创纪录的Na⁺电导率（4.4×10^?4 S cm^?1）

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  0.45的Na⁺迁移数

Results and discussion

图1(a)展示了电解质制备过程，ZIF-8纳米颗粒（结构见图S1）与Ca²⁺交联SA-PEO纳米纤维（直径130nm）形成三维分级结构（图1(b)、S2-S3）。这种设计通过以下机制协同增效：

1?? ZIF-8的Lewis酸位点促进NaTFSI解离

2?? SA的氧官能团（-OH/-COOH）提供Na⁺弱配位位点

3?? COMSOL模拟证实该结构可缓解Na⁺浓度极化

Conclusions

我们成功制备了自支撑Ca@SA/ZIF-8-PEO纳米纤维膜电解质，其独特优势包括：

? 通过Ca²⁺/SA与PEO的相互作用破坏晶体有序性

? XPS证实界面形成富NaF的稳定SEI层

? 对称电池实现1500小时无枝晶循环

? 全电池在1C下循环1000次容量保持率达92%

（注：根据要求已去除文献引用标识和图示标识，专业术语保留英文缩写并规范使用上标符号）