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由于連續充放電過程中枝晶的生長以及相關的不穩定的固體電解質界面，目前堿金屬電池的實際應用仍然面臨著巨大的挑戰。

圖1 材料制備及表征

伊比利亞國際納米技術實驗室劉利峰、天津理工大學Yi Li、巴伊蘭大學Gil Goobes等發現通過采用浸有聚四氟乙烯納米球（PTFE-NSs）的玻璃纖維（GF）隔膜調節Li⁺和Na⁺的通量，可以從根本上減輕鋰和鈉金屬電池的枝晶，從而在充電過程中實現Li和Na的均勻沉積。

COMSOL Multiphysics模擬顯示，在GF隔膜中引入帶負電的PTFE-NSs，增強了負極附近的局部電場，從而促進了Li和Na陽離子的轉移。此外，PTFE-NSs的高密度分布調節了通過隔膜的Li⁺和Na⁺離子流，導致了堿金屬的均勻沉積，并大大抑制了枝晶的形成和生長。

圖2 COMSOL Multiphysics模擬

受益于上述優勢，利用PTFE-GF隔膜的Li/Li和Na/Na對稱電池在0.5 mA cm^-2的條件下分別顯示出1245和2750小時的出色循環穩定性。此外，Li/LiFePO₄和Na/Na₃V₂(PO₄)₂F₃全電池在PTFE-GF隔膜的存在下，在1C的循環中也表現出顯著改善的容量保持。核磁共振光譜研究表明，PTFE-NSs在GF中的浸漬有助于”釋放”更多的Li⁺和Na⁺，并改變了離子和溶劑之間的配位作用，從而有助于提高電化學性能。

圖3 電化學性能研究

Ion Flux Regulation through PTFE Nanospheres Impregnated in Glass Fiber Separators for Long-Lived Lithium and Sodium Metal Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204420

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?AEM：PTFE納米球調節離子通量實現長壽命鋰/鈉金屬電池

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