固態電池是發展趨勢下一代高安全性、高效率能量相對密度充電電池的核心技術。在發展趨勢固態電池的關鍵技術中，高聚物電解質溶液因為具備優良的柔韌度，有益于在電級與電解質溶液中間產生優良的頁面觸碰，可以承擔金屬電極在蓄電池充電全過程中的容積變形，且品質輕、便于生產加工，合適規模性制造，遭受學界科學研究工作人員的普遍關心。高聚物固態電解質溶液（SPE）傳統式制取生產流程一般 是水溶液融解混凝土澆筑-當然吹干破乳-真空泵高溫風干去有機溶劑。殊不知因為真空泵高溫風干為單純性物理學方式 沒辦法將SPE膜中殘留的有機溶劑分子結構100%除去（圖1a），殘余的液體會造成充電電池在接著的循環系統全過程中產生有機溶劑分子結構溶解及其在頁面處與電級產生不良反應，可能會導致頁面特性阻抗擴大、電極化擴大、循環系統使用壽命和庫倫效率劣等一系列難題。
中科院物理學研究室/北京市凝聚態物理國家研究所綠色能源試驗室E01組劉麗露博士研究生和戚興國博士研究生，在胡勇勝研究者和索鎏敏副研究員的具體指導下，明確提出一種根據化學變化原點除去SPE中殘留隨意有機溶劑分子結構的方式 。該方式 關鍵所在根據管控選擇適合有機溶劑、鹽及其防腐劑組成，在有機溶劑除去全過程中恰當設計方案鹽-有機溶劑分子結構-防腐劑二步化學變化全過程，保持將殘余的有機溶劑最后轉換為一種平穩防腐劑表層包復層(圖1b)，從而做到完全除去殘留有機溶劑的目地。選用雙蒸水和NaFSI各自做為有機溶劑和鹽，高聚物挑選可溶解水的PEO。NaFSI構造上的S-F鍵不平穩，遇水就會產生很弱的水解反應造成HF，進一步加上納米技術Al2O3顆粒物將正中間物質轉換為AlF3·xH2O（圖1，圖2）。選用該加工工藝制取的SPE合理地減少了固態電池頁面不良反應，巨大地提高了充電電池的庫倫效率、循環系統可靠性和倍數特性。
選用硫酸銨釩鈉（NVP）和金屬鈉（Na）各自做為正級和負級拼裝固態電池NVP|SPE|Na，NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na固態電池首周可逆性比容積為110mAh/g，庫倫效率為93.8%，做到了選用液體電解質溶液時的水準。NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na固態電池在1C倍數下循環系統2000周的全過程中，庫倫效率持續保持在~100%，循環系統2000周之后容積維持比率92.8%，均值每星期容積衰減系數率僅為0.0036%。對金屬鈉的對稱性充電電池在100μA/cm2的電流強度下可平穩循環系統800h（圖3b）。充電電池循環系統全過程中電化學阻抗譜也維持穩定。選用本科學研究工作上所設計方案的SPE拼裝的固體鈉充電電池的循環系統可靠性是現階段所報導的循環系統可靠性最好是的高聚物固體鈉充電電池（圖3）。
該工作中運用鹽的吸水能力和鹽自身的特性，保持了原點化學變化除去SPE中殘留有機溶劑（水）分子結構，而且SPE的全部制取全過程在氣體中開展，不用環境濕度操縱或氛圍維護。另外，水做為有機溶劑保持了翠綠色、零污染、成本低的SPE制取全過程。該工作中針對發展趨勢固體鋰/鈉充電電池中華位反映操縱頁面、人為因素管控頁面具備關鍵的效仿實際意義。該科學研究結果前不久發布在ACSEnergyLetters上（ACSEnergyLetters，2019，4,1650-1657），文章內容名為InSituFormationofaStableInterfaceinSolid-StateBatteries。
文章內容連接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b00857
有關工作中獲得了國家重中之重產品研發方案（2016YFB0901500）和自然科學基金(51725206,51421002和51822211）的適用。
圖1.（a-b）SPE制取全過程平面圖：a)傳統式全過程；b)所設計方案的全過程；（c）NaFSI和NaTFSI的有機化學構造
圖2.(a)FSI-1%Al2O3-AQ、FSI-1%Al2O3-AN和TFSI-1%Al2O3-AQ電解質溶液膜的XPS圖普；(b)Al2O3各自在NaFSI溶液、NaFSI乙腈水溶液合NaTFSI溶液中反映后的紅外光譜分析；(c)Al2O3各自在NaFSI溶液、NaFSI乙腈水溶液和NaTFSI溶液中反映抽濾后的相片和TEM圖；(d-e)Al2O3在NaFSI溶液中反映抽濾后的高辨別TEM圖(d)和XPS圖普(e).
圖3.（a）NVP|FSI-Al2O3-AQ|Na的長循環系統特性以及循環系統全過程中的特性阻抗轉變；（b）Na|FSI-Al2O3-AQ|Na的循環系統特性以及循環系統全過程中的特性阻抗轉變；（c）高聚物固體鈉充電電池的均值容積衰減系數率小結