全固態(tài)鈉離子電池（ASSSB）被認為是低成本大規(guī)模應用的最有前景的候選電池之一。由于氫化物電解質具有較高的鈉離子電導率，因此成為近期的研究熱點，而為了滿足鈉離子電池的應用要求，迫切需要解決其電化學穩(wěn)定性問題。

圖1 Na-B-H-F的制備和應用示意圖

上海理工大學鄭時有、新加坡國立大學John Wang等提出了一種新穎的通用策略來提高氫化物電解質的電化學穩(wěn)定性，該策略利用了氫化物與NaHF₂之間的原位反應。

研究顯示，Na₂B₁₂H₁₂可與NaHF₂反應形成NaF納米粒子，均勻地嵌入Na₂B₁₂H₁₁F基質中，從而在不明顯降低離子電導率的情況下表現(xiàn)出優(yōu)異的電極兼容性。這種電解質在30和80℃時的鈉離子電導率分別為1.92×10^-4和5.08×10^-4 S cm^-1，活化能為0.63 eV。此外，摻雜F能顯著降低整體電子傳導率，并增強與電極的相容性。在循環(huán)過程中，電解質/電極界面上形成了穩(wěn)定的界面層，從而抑制了進一步的副反應，并提供了鈉離子傳輸通道。

圖2 Na-B-H-F的離子電導性和穩(wěn)定性研究

因此，摻雜F的Na-B-H-F-1使Na||Na₃V₂(PO₄)₃ ASSSB能夠穩(wěn)定循環(huán)，經(jīng)過100次循環(huán)后可獲得97.4 mAh g^-1的可逆比容量（容量保持率為87.7%），并且在0.5 C電流密度下可獲得94mAh g^-1的可逆比容量。該研究成果證明了F摻雜策略在改進氫化物電解質方面的巨大潛力，并可應用于其他固態(tài)電解質。

圖3 全電池性能

Stable All-Solid-State Na Batteries Enabled by In Situ Formed Na─B─H─F Electrolyte. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202301637