图 复合固态电解质设计及电池性能。（A）混合电解质合成方法示意图；（B）基于复合电解质的固态电池结构示意图；（C）储能固态电池循环寿命
在国家自然科学基金项目（批准号：92372110、22075063）等资助下，哈尔滨工业大学王家钧教授、安汉文副研究员团队在固态电池领域取得重要进展。相关研究成果以“Hybrid Electrolyte Enabled Solid-State Sodium Battery Sustaining 50000 Cycles（复合电解质实现循环50000次的固态钠电池）”为题，于2025年5月2日在线发表于《自然·可持续》（Nature Sustainability）期刊。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41893-025-01544-6。
固态钠电池具有高安全性和低成本等优势，被视为发展可持续储能体系的重要方向。尽管无机固态电解质展现出应用潜力，但其界面兼容性问题突出，因此固态‑液态混合电解质体系成为一种可行替代方案。然而，该体系仍面临固‑液电解质界面失效的挑战，其内在机制尚不明确，成为制约电池长循环稳定性的关键瓶颈。
针对上述问题，研究团队通过同步辐射X射线成像技术发现，在典型的NZSP固态电解质与碳酸酯基液态电解液构成的混合体系中，固‑液两侧离子动力学不对称导致NZSP表面形成钠空位，进而引起亥姆霍兹层结构失稳，同时溶剂分子易发生脱氢副反应，共同加剧界面退化。为从根源上消除钠空位层，团队设计了一种离子锚定夹层，有效降低了界面极化。该夹层与NZSP之间形成的独特O–Na配位结构，显著增强了固‑液界面的稳定性。
实验结果表明，采用该改性混合电解质的钠电池实现了超过50,000次循环，容量保持率达86.3%。该研究从界面钠空位形成机制出发，通过构建离子锚定界面层，为解决混合电解质体系的界面失效问题提供了新思路，进一步凸显了固态钠电池在大规模储能中的应用潜力。