利用MOF约束聚合物电解质，实现安全高性能全固态钠金属电池！

采用钠金属阳极和固态电解质（SSEs）的固态钠金属电池（SSMBs），由于钠金属的高理论容量（1165 mAh g^-1）和SSEs的热稳定性等显著优势，与钠离子电池相比，已成为一种具有更高能量密度和安全性的电池技术。然而，如何在保持稳定电化学性能的同时，实现高Na⁺电导率和Na⁺转移数之间的平衡，对基于固态聚合物电解质的SSMBs提出了严峻的挑战。

近日，中北大学胡胜亮教授、张锦芳副教授、温州大学侴术雷教授、昆士兰大学Qingbing Xia报道了一种聚合物-MOF单离子导电固态聚合物电解质的合成方法，具体而言，通过路易斯酸碱相互作用，聚合物片段被部分限制在纳米孔ZIF-8颗粒中，用于固态钠金属电池(SSMB)。研究显示，独特的纳米约束有效地减弱了钠离子与聚合物基质的配位，从而提高了钠离子的解离动力学。与此同时，ZIF-8颗粒内定义明确的纳米孔可作为纳米限定离子迁移通道，从而实现钠离子的快速传输。因此，这种开创性的设计使固态聚合物电解质达到了卓越的性能，其中包括钠离子转移数为0.87，钠离子电导率为4.01×10^-4 S cm^-1，以及扩展至 4.8 V的电化学电压窗口（vs. Na/Na⁺，在80℃时）。因此，组装的SSMB（以Na₃V₂(PO₄)₃为阴极）显示出无枝晶的钠金属沉积、良好的倍率能力和稳定的循环性能，在80℃下循环300次后，容量保持率达96%。这种创新的聚合物-MOF设计为推进高性能、安全的固态金属电池技术提供了一种引人注目的策略。