近日，我院甘阳教授课题组与娄帅锋教授、杜春雨教授、张丹高级工程师合作，在材料化学领域著名期刊 Journal of Materials Chemistry A（JMCA）发表题为“Reticular framework electrolytes for liquid-free all-solid-state sodium batteries: design principles and evidence standards”的综述论文。该论文系统梳理了全固态钠电池用网状框架固体电解质的研究进展，提出了领域发展的关键概念框架与设计准则，为该方向走向实用化提供了重要参考。论文第一作者为我院2023级博士研究生吕伊宁（指导教师：甘阳），通讯作者为甘阳教授。
全固态钠电池凭借成本与安全优势，是大规模储能领域的重要候选体系。然而，当前文献中“固态”含义并不明确，液体参与程度缺乏统一评价标准，严重制约了研究成果的可比性与可复现性。与此同时，网状框架材料（MOF、COF和HOF）虽因可编程孔道与可调配位化学成为构筑新型固态电解质的热点，但除离子电导率外，其在维持Na⁺连续迁移、实现选择性传输及固-固界面稳定等方面的综合作用尚未得到充分关注。
针对上述关键问题，该综述提出了五项核心观点：
一是提出离子液体参与指数（ILI），划清“无液全固态”边界。
将体系划分为ILI-0（真正无液）、ILI-1（干法组装但残余液体）和ILI-2（依赖液体辅助）三个等级，在液体使用历史、残余检测与电池性能之间建立对应关系，为跨体系比较提供了统一的概念框架。
二是审视网状框架材料设计——不仅是惰性填料，更是Na⁺迁移的空间编程器。
文章指出，如果站在网状框架材料理性设计的更高视角，不应简单视其为惰性填料，而应是Na+迁移的空间编程器。通过合理设计，框架材料可在孔道及膜尺度实现低曲折度、连续的Na⁺渗流路径构筑，而非仅作为被动填充物。
三是推动复合电解质设计思路转变——从提升电导率转向重构载流子与溶剂化结构。
网状框架材料可通过固定或捕获阴离子削弱Na⁺-阴离子缔合，或与聚合物配位位点竞争改变Na⁺配位壳层，实现载流子捕获与释放的动态调控。
四是强调界面通路连续性为无液电池稳定运行的关键。
文章总结了MOF外延层构筑、复合中间层等界面设计方法，将其命名为“拓扑接线元件”，阐明了其在辅助离子穿越固-固接触区、局部锚定分配离子、调适界面应力等方面的重要作用。
五是提出结果可复现、可比较的证据与报告最低要求。
针对领域复现性差的痛点，建议研究者提供完整的证据链，包括填料分散与相容性、孔道填充与连通、致密化与晶界孔隙数据，以及界面阻抗演化与离子通量均匀性等关键表征。
图1. 以 ILI 指数界定体系边界，提出了网状框架电解质的设计指南：全面考虑协同调控 Na+传输、溶剂化与界面连续性等多个因素
文章最后展望，若网状框架电解质研究能从初期结构概念走向理性设计、机理清晰、结果可严格验证的新阶段，将有望在实际体系中实现真正应用。
论文链接：https://doi.org/10.1039/D6TA05706C
【作者信息】
吕伊宁，哈尔滨工业大学化工与化学学院2023级博士研究生，研究方向为金属全固态电池的界面改性，聚焦新型MOF合成及其在固态电解质制备与界面层改性中的应用。已在 Energy Storage Materials、Journal of Materials Chemistry A、Sensors and Actuators B 等期刊发表多篇论文，获2026年中国化学会第四届电化学能量转换研讨会“最佳墙报奖”。
甘阳，哈尔滨工业大学化工与化学学院教授、博士生导师。长期从事表界面物理化学、电化学表面工程及新能源材料与电化学储能研究，聚焦锂/钠离子电池、全固态电池等材料与机理，以及石墨烯纳米材料与复杂结构电化学加工。现任中国化工学会化工新材料委员会理事、国际半导体设备和材料产业协会（SEMI）化合物半导体标准化技术委员会核心委员、中国化学会高级会员、黑龙江省电镜学会理事，2015年入选英国皇家化学会会士（FRSC）。2021年起任哈尔滨工业大学第二届校学术委员会委员、校研究生教学督导。编著《研究生学位论文开题报告的写作方法与技巧》（哈尔滨工业大学出版社，2022年8月出版，即将第三次印刷）。
