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加快打造原始創(chuàng)新策源地,，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),，努力搶占科技制高點,，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻,。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿,、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場,、面向國家重大需求,、面向人民生命健康,，率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展,，率先建成國家創(chuàng)新人才高地,，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu),。

——中國科學院辦院方針

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研究構(gòu)建創(chuàng)新雙功能隔膜體系

2025-04-27 廣州能源研究所

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針對上述問題,，中國科學院廣州能源研究所研究員曹晏團隊揭示了雙極性功能協(xié)同調(diào)控金屬有機框架隔膜性能的新機制,。研究證實，經(jīng)過精確調(diào)控的具有雙極性官能團UIO-66金屬有機框架（MOF）與隔膜相復合可顯著提升鈉金屬電池的循環(huán)壽命,，并在10C高倍率測試中表現(xiàn)出超2000次循環(huán)的高穩(wěn)定性,。

該研究圍繞鈉金屬電池中界面不穩(wěn)定與離子遷移受限的挑戰(zhàn)，提出并構(gòu)建了雙極性功能團（?F與?SO?H）協(xié)同修飾的UFS2@GF隔膜,。該隔膜在結(jié)構(gòu)層面實現(xiàn)了對鈉離子脫溶劑化,、遷移動力學以及成核行為的多重調(diào)控；在界面層面誘導形成富無機組分的穩(wěn)定固體電解質(zhì)界面膜,，顯著抑制枝晶生長與副反應(yīng),，整體提升了電化學性能與循環(huán)穩(wěn)定性。進一步,，量化計算揭示了MOF骨架對Na?吸附與遷移路徑的本征調(diào)控機制,，為實驗結(jié)果提供了理論支撐。

近日,，相關(guān)研究成果以Synergistic Dual-Polar-Functionalized Metal?Organic Framework-Modified Separator for Stable and High-Performance Sodium Metal Batteries為題,，發(fā)表在ACS Nano上。研究工作得到國家自然科學基金委員會,、廣西壯族自治區(qū)科學技術(shù)廳等的支持,。

論文鏈接

UFS2@GF隔膜的鈉金屬電池中鈉沉積/剝離行為示意圖

鈉金屬電池（SMBs）憑借豐富的資源儲量、較低的原材料成本及高達1165mAhg?1的理論比容量,，被學界廣泛認為是鋰離子電池的潛在替代技術(shù),。隔膜作為關(guān)鍵界面結(jié)構(gòu)，承擔引導鈉離子通量,、維持電解液分布均勻以及抑制枝晶穿透的功能,，其性能優(yōu)劣對電池整體運行穩(wěn)定性具有重要影響。而傳統(tǒng)的玻璃纖維（GF）隔膜孔徑無序,、電解液浸潤性差,，因此易導致鈉金屬沉積不均勻。針對上述問題,，中國科學院廣州能源研究所研究員曹晏團隊揭示了雙極性功能協(xié)同調(diào)控金屬有機框架隔膜性能的新機制,。研究證實，經(jīng)過精確調(diào)控的具有雙極性官能團UIO-66金屬有機框架（MOF）與隔膜相復合可顯著提升鈉金屬電池的循環(huán)壽命,，并在10C高倍率測試中表現(xiàn)出超2000次循環(huán)的高穩(wěn)定性,。該研究圍繞鈉金屬電池中界面不穩(wěn)定與離子遷移受限的挑戰(zhàn)，提出并構(gòu)建了雙極性功能團（?F與?SO?H）協(xié)同修飾的UFS2@GF隔膜。該隔膜在結(jié)構(gòu)層面實現(xiàn)了對鈉離子脫溶劑化,、遷移動力學以及成核行為的多重調(diào)控,；在界面層面誘導形成富無機組分的穩(wěn)定固體電解質(zhì)界面膜，顯著抑制枝晶生長與副反應(yīng),，整體提升了電化學性能與循環(huán)穩(wěn)定性,。進一步，量化計算揭示了MOF骨架對Na?吸附與遷移路徑的本征調(diào)控機制,，為實驗結(jié)果提供了理論支撐,。近日，相關(guān)研究成果以Synergistic Dual-Polar-Functionalized Metal?Organic Framework-Modified Separator for Stable and High-Performance Sodium Metal Batteries為題,，發(fā)表在ACS Nano上,。研究工作得到國家自然科學基金委員會、廣西壯族自治區(qū)科學技術(shù)廳等的支持,。論文鏈接UFS2@GF隔膜的鈉金屬電池中鈉沉積/剝離行為示意圖

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