近期，纳米科学与材料工程学院赵勇课题组在长寿命钠金属电池领域取得进展，相关成果以“Na⁺ Enriched Quinoid Polymer Layer with Fast Ion Transport for Dendrite-Free Sodium Metal Batteries with High Cyclic Stability”为题，以全文形式在国际学术期刊ACS Energy Letters上发表。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.4c00376.

锂资源储量有限造成锂离子电池价格较高，发展其它高性能电化学储能装置的研究备受关注。钠金属具有理论比容量高（1166 mAh g^-1）、氧化还原电位低（-2.71 V vs SHE）、资源丰富等优点，为构建高能量密度和低成本的钠金属电池（SMBs）提供了一种有效的解决方案。然而，高反应活性的钠金属电极易与电解液发生副反应，生成不稳定的固体电解质界面层（SEI），导致严重的枝晶形成和副反应问题，最终使得SMBs面临较差的循环稳定性和严重的安全隐患。

针对上述问题，我们在Na/Li金属表面引入功能性醌类聚合物（聚（2,5-二羟基-1,4-苯醌-3,6-亚甲基），PDBM），形成了均匀分布的柔性聚合物-盐（PDBM-Na/Li）基SEI层。PDBM-Na层具有富集Na+的特点和较低的离子解离能，使得PDBM-Na||PDBM-Na对称电池表现出较低的过电位和稳定的钠金属电镀/剥离行为（在2 mA cm^-2和5 mA cm^-2电流密度下均可循环超过1000小时）。此外，通过对Na/Li金属上PDBM-Na/Li层保护性能的研究表明，适当的离子吸附能和较低的解离能对延长金属电极的循环寿命具有重要影响。这项研究为发展基于功能聚合物结构设计的碱金属负极保护策略提供了参考价值。

河南大学纳米科学与材料工程学院硕士研究生岳倩倩和沈臻为本文共同第一作者，赵勇教授和石瑞娟老师为本文共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技研发计划联合基金、中国博士后科学基金、河南省教育厅和河南大学的大力支持。