近日，北京化工大学陈仕谋、肖莹团队在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》发表题为“Engineering Solvation Sheath and Gradient Interphase via Pull-Expulsion Dynamics for Low-Temperature Quasi-Solid-State Sodium Metal Batteries”的研究论文。该工作聚焦低温准固态钠金属电池中Na⁺传输迟缓、去溶剂化困难及电极界面失稳等关键问题，提出配位驱动的“拉-排动力学”策略。

钠金属电池具有资源丰富、成本较低和理论比容量高等优势，但金属钠反应活性高，容易与电解液持续发生副反应；在低温下，电解液黏度升高、Na⁺溶剂化壳层更加难以脱除，界面极化和枝晶生长问题也会进一步加剧。基于此，本研究利用poly(VC)聚合物与残余VC的差异化配位行为调控Na⁺局部环境：聚合物链上的极性羰基位点较强配位Na⁺，将其从溶剂主导的环境中“拉”向聚合物和阴离子共同参与的配位结构；残余VC则凭借较弱的Na⁺结合能力和较小的空间位阻进入局部配位区域，松弛原本致密的溶剂化壳层并“排出”部分强配位溶剂。界面表征表明钠负极表面形成了有机组分富集的柔性外层和无机组分富集的稳定内层。受益于体相传输和界面稳定性的同步改善，所组装Na|GPE|NVP全电池在-30°C、3.8 V条件下循环1000圈后容量保持率约97%，在-30 °C、4.2 V条件下循环300圈后仍保持93.3%的容量。该研究为低温凝胶电解质的“体相-界面一体化”设计提供了新的思路。

北京化工大学材料学院2024级硕士研究生吴婉婷为论文第一作者，陈仕谋教授和肖莹副教授为共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

文章信息：

W. Wu, Y. Xiao*, G. He, R. Ruan, X. Wang, Y. Yang, Y. Fang, S. Chen*, Engineering Solvation Sheath and Gradient Interphase via Pull-Expulsion Dynamics for Low-Temperature Quasi-Solid-State Sodium Metal Batteries. Advanced Functional Materials, 2026, e78047.

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.78047