DOI: 10.1016/j.cej.2021.131901

用固态电解质（SSEs）代替有机液体电解质可以有效提高常规可充电钠离子电池的安全性。在此，基于静电纺丝聚丙烯腈（PAN）纤维和聚甲基氢硅氧烷（PMHS）与聚乙二醇单甲醚（MPEG）之间的聚合反应制备了一种单梳型聚（硅氧烷-g-环氧乙烷）纤维膜，以构建固体电解质的快速钠离子通道。该纤维膜具有1.06 mS cm-1的高室温离子电导率、4.8V的电化学稳定性窗口以及出色的热稳定性和机械强度。基于聚合物电解质膜的可充电Na/Na3V2（PO4）3固态全电池在0.2C下具有114.3 mAh g-1的高初始放电容量，在1C下循环1000次后放电容量保持率为86.5％。上述优点使得单梳型聚（硅氧烷-g-环氧乙烷）纤维膜在安全钠离子电池中具有良好的应用前景。

图1.单梳型聚（硅氧烷-g-环氧乙烷）的合成示意图。

图2.a）PMHS和MPEG在80℃下的聚合反应；b）FT-IR光谱；c）PPM20膜中C、Si和O元素的EDS图。

图3.a）PAN、PPM10、PPM20和PPM30纤维膜的离子电导率；b,c）Na/PAN/Na和Na/PPM20/Na对称电池在10mV极化电位下的计时电流曲线，以及极化前后的EIS图（插入）；d）PPM20的LSV曲线。

图4.a）PAN和PPM薄膜的应力-应变曲线；b,c）PMM20的弯曲和扭曲试验。

图5.a）Na3V2（PO4）3固态电池在0.5C下进行第一次循环的充放电曲线；b）使用PAN和PPM20电解质的Na3V2（PO4）3固态电池的倍率性能；c）Na3V2（PO4）3电池在0.2C、0.5C、1C和2C下的充放电曲线；d）在0.2 mA cm-1下Na金属电镀/剥离的电压-时间曲线随循环次数的变化。

图6.a）含PPM20电解液的Na3V2（PO4）3固态电池在2C下进行第1、200、400、600、800、1000次循环的充放电曲线；b）含PPM20电解液的Na3V2（PO4）3固态电池在1C下进行第1、200、400、600、800、1000次循环的充放电曲线；c）具有PPM20和PAN纤维膜的Na3V2（PO4）3电池在1C下的循环性能。