浙江大學王秀麗&塗江平Chem. Eng. J.：單梳型聚（矽氧烷-g-環氧乙烷）電紡纖維膜的製備及其在固態鈉離子電池中的應用
DOI: 10.1016/j.cej.2021.131901
用固態電解質（SSEs）代替有機液體電解質可以有效提高常規可充電鈉離子電池的安全性。在此，基於靜電紡絲聚丙烯腈（PAN）纖維和聚甲基氫矽氧烷（PMHS）與聚乙二醇單甲醚（MPEG）之間的聚合反應製備了一種單梳型聚（矽氧烷-g-環氧乙烷）纖維膜，以構建固體電解質的快速鈉離子通道。該纖維膜具有1.06 mS cm-1的高室溫離子電導率、4.8V的電化學穩定性視窗以及出色的熱穩定性和機械強度。基於聚合物電解質膜的可充電Na/Na3V2（PO4）3固態全電池在0.2C下具有114.3 mAh g-1的高初始放電容量，在1C下迴圈1000次後放電容量保持率為86.5％。上述優點使得單梳型聚（矽氧烷-g-環氧乙烷）纖維膜在安全鈉離子電池中具有良好的應用前景。
圖1.單梳型聚（矽氧烷-g-環氧乙烷）的合成示意圖。
圖2.a）PMHS和MPEG在80℃下的聚合反應；b）FT-IR光譜；c）PPM20膜中C、Si和O元素的EDS圖。
圖3.a）PAN、PPM10、PPM20和PPM30纖維膜的離子電導率；b,c）Na/PAN/Na和Na/PPM20/Na對稱電池在10mV極化電位下的計時電流曲線，以及極化前後的EIS圖（插入）；d）PPM20的LSV曲線。
圖4.a）PAN和PPM薄膜的應力-應變曲線；b,c）PMM20的彎曲和扭曲試驗。
圖5.a）Na3V2（PO4）3固態電池在0.5C下進行第一次迴圈的充放電曲線；b）使用PAN和PPM20電解質的Na3V2（PO4）3固態電池的倍率效能；c）Na3V2（PO4）3電池在0.2C、0.5C、1C和2C下的充放電曲線；d）在0.2 mA cm-1下Na金屬電鍍/剝離的電壓-時間曲線隨迴圈次數的變化。
圖6.a）含PPM20電解液的Na3V2（PO4）3固態電池在2C下進行第1、200、400、600、800、1000次迴圈的充放電曲線；b）含PPM20電解液的Na3V2（PO4）3固態電池在1C下進行第1、200、400、600、800、1000次迴圈的充放電曲線；c）具有PPM20和PAN纖維膜的Na3V2（PO4）3電池在1C下的迴圈效能。
