全固态电池具有极高的安全性，近些年得到广大研究人员的青睐，尤其是占据资源和成本优势的固态钠离子电池。但是，全固态的钠离子电池的固态电解质耐高压性差易分解，且电解质与电极界面间存在大的阻抗。
图1 (a) 电池组件的SEM (b) CV
图2 (a) NaCrO2 的XRD (b) NaCrO2的SEM
瑞士A. Remhof课题组的研究人员对此问题，设计出耐高压、高离子电导率的固态电解质——闭合Na2(B12H12)0.5(B10H10)0.5。此课题组研究人员检测出闭合硼酸钠电解质在20℃的条件下对Na+的导电率高达0.9mS/cm，在300℃的高温下保持高的稳定性，具有高达3V且稳定的电位窗。恰好以上这些条件可以满足高性能全固态钠离子电池的要求。
图3 (a) 充放电曲线 (b) 电化学稳定性曲线 (c) 长循环
作者采用钠金属箔片做负极、NaCrO2做正极和合成得闭合硼酸钠电解质组装成固态全电池，检测其电化学性能，其中正极采用混合正极和浸渍正极两种制备方式制备正极材料（具体操作详见原文）。混合正极材料在C/20（1C=120mAh/g）的电流密度和2.0-3.2V的电位窗下充电容量高达100 mAh/g，放电容量为60 mAh/g，循环3次后容量仅为35 mAh/g。在相同的充放电条件下浸渍正极则表现出良好的稳定性，首次充放电容量分别为99 mAh/g和88 mAh/g，库伦效率高达89%，在随后的循环中库伦效率增加到99%，循环20次后容量保持率高达94.6%。
图4 (a) 混合正极SEM (b) 浸渍正极SEM (c) 阻抗图谱
图5 (a)在2-3.6V电压下的充放电曲线(b)循环寿命
作者通过SEM和阻抗测试进行了进一步分析，发现混合正极表面出现龟裂，阻抗在循环过程中一直在增加，且钠离子的扩散速率降低；浸渍的正极则不同，循环后的电极表面相对光滑，阻抗增加量也相对小。作者分析浸渍正极与电解质间具有良好的接触，避免额外阻抗，保证电极在循环过程中的稳定性。此外,作者还对材料进行了高压充放电测试，并证实3.25V以上高压充放电致使电解质分解，进而造成电池不可逆的容量损失。
L. Duchêne, R.-S. Kühnel, E. Stilp , E. Cuervo Reyes, A. Remhof, H. Hagemann, C. Battagli, A stable 3 V all-solid-state sodium-ion battery based on a closoborate electrolyte, Energy Environ. Sci., 2017, DOI:10.1039/C7EE02420
