全固态钠离子电池作为一种兼具高安全性与低成本优势的新型储能器件受到广泛关注。3D打印技术可以实现全固态电池的高设计自由度和定制化，成为制造下一代全固态电池的革命性技术。材料学院李亚运教授团队在自然指数期刊“Advanced Functional Materials”上连续发表两篇3D打印全固态钠离子电池研究论文。
（1）在PEO中引入BiFeO3（BFO）铁电纳米纤维，构筑了铁电增强钠离子电池复合固态电解质，并结合3D打印技术，首次展示了完全3D打印的全固态钠离子电池。结合DFT及COMSOL模拟，系统揭示了铁电填料在促进钠盐解离并诱导Na+均匀沉积方面的重要作用，并通过3D打印技术实现了电极与固态电解质紧密的界面接触。基于PEO-BFO-NaClO4组装的Na||Na电池实现了720 h的长循环性能，NVP||Na电池在1 C下循环300圈后具有85.1 mAh g-1的比容量（容量保持率为93.7%），制备的3D打印全固态钠离子电池实现了室温下稳定运行。该研究为异形可定制化、柔性全固态钠离子电池的制造成型提供了一条新的实现路径。相关成果以“Ferroelectric Nanofiber Reinforced Electrolyte Empowers Fully 3D-Printed Solid-State Sodium-Ion Batteries”为题，发表于Advanced Functional Materials期刊，材料学院2022级硕士研究生韩涛为本文第一作者，李亚运教授为独立通讯作者，深圳大学为第一单位。
铁电纳米纤维增强电解质助力全3D打印固态钠离子电池
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202513625
（2）以ZIF-8衍生的带氧空位（OVs）多孔立方体PC-ZnO为功能填料构建了一种具有压电和缺陷协同调控的复合固态电解质PPCZO。OVs增强PC-ZnO的压电效应，有效诱导了Na+的均匀沉积和抑制了钠枝晶的生长。OVs产生的局部电场，高比表面多孔立方体结构增强了与PEO链段的相互作用，两者共同优化了钠离子的迁移环境。PPCZO具有宽广的电化学稳定性窗口（5.11V），高的离子迁移数（0.41）和优异的稳定性（Na||Na在0.1 mA cm-2和60℃下稳定循环超过1600 h）。组装的软包电池展现出了较好的应用潜力和安全性，并且通过3D打印技术实现各种规格形状的固态电解质与正极的集成制备，为特殊场景的应用提供更多的可能性。这项工作揭示了离子在界面处沉积的反应动力学行为，并为固态钠电池的先进设计和制备提供了有前景的范式。相关成果以“Defect-Piezo-Coupled Porous Cubes Boost Stable Electrolytes for All-Solid-State Sodium Metal Batteries”为题，发表在Advanced Functional Materials期刊，材料学院2024级博士研究生崔志标为本文第一作者，李亚运教授为独立通讯作者，深圳大学为第一单位。
缺陷-压电耦合多孔立方体提升全固态钠金属电池稳定电解质性能
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202523985
