随着化石燃料的快速消耗，二氧化碳的大量排放所导致的温室效应和环境问题越来越严重，发展大规模的高效清洁储能技术受到各国科研工作者的关注。近年来，钠电池由于资源丰富，成本低廉以及与锂电池类似的化学性质成为研究热点。然而，目前大多数报道的钠电池研究都是基于有机溶剂的液态电解液，例如醚和碳酸酯。有机溶剂易燃且易泄漏使得液态钠电池存在潜在的安全问题。相比之下，固态钠电池具有稳定性高，无泄漏风险以及易于直接堆叠加工等优点显著提升了电池的安全性能。然而，固态电解质也存在离子电导率低，电极电解质界面兼容性差等问题限制了其实际应用。开发用于钠电池的高性能固态电解质（SSE）具有重要意义。
近日，南开大学陈军院士团队在Joule上撰写了题为“Electrolyte and Interface Engineering for Solid-State Sodium Batteries”的综述文章。文章系统地总结了钠离子固态电解质的发展和最新进展以及固态钠电池内部的界面问题。讨论了具有高离子电导率和高化学/电化学稳定性的固态电解质设计的基本原理。针对开发高性能固态钠电池的关键问题，着重强调了电解质和电极之间的界面设计。
综述概述了钠电池的不同类型的固态电解质以及电解质与电极之间的界面问题。在所有报道的SSE中，只有β-氧化铝已经在具有熔融电极的高温Na-S和ZEBRA电池中成功商业化。然而，由于电解质和活性材料之间的界面接触较差，将β-Al2O3应用于室温钠电池仍存在较大的挑战。除了β-Al2O3之外，其他无机SSE也存在一些不足，这阻碍了它们在室温钠电池中的实际应用。对于有机SSE来说，离子电导率低，热稳定性差和机械强度弱这些缺点也阻碍了它们的实际应用。为了实现固态钠电池在室温下的实际应用，进一步的研究应集中于以下几个方面。首先，基于基本设计原理和理论计算，设计具有高性能（例如高离子电导率和良好化学/电化学稳定性）的SSE。其次，通过实验研究优化SSE和界面的综合性能（如离子电导率和稳定性）。第三，采用更先进的原位技术来表征固态钠电池中的SSE和界面。最后，未来需要发展简单、可扩展的低成本方法实现大规模生产高性能的SSE。
文献链接：“Electrolyte and Interface Engineering for Solid-State Sodium Batteries”(DOI.org/10.1016/j.joule.2018.07.028)
