DOI: 10.1039/D0TA04526H

有机聚合物电池是一种很有前途的锂离子电池替代品，但是其各项性能有待提高。在这项研究中，研究者制备了一种新型有机自由基电池（ORB），它使用基于聚（2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-1-氧基乙烯基醚）（PTVE）的阴极和基于电纺聚酰亚胺膜的微孔凝胶聚合物电解质。为了改善PTVE的低电导率，通过溶解扩散过程在碳纳米管（CNTs）上进行功能化。PTVE功能化的CNTs在两种组分之间具有π–π*相互作用，并且可以形成具有适当孔隙率的致密电极。具有所需微孔率的凝胶聚合物电解质也是高度相容的。结果表明，使用PTVE-CNT复合电极、凝胶聚合物电解质和硬碳阳极的Na离子有机全电池显示出良好的倍率性能和稳定的循环性能。该电池在0.5 C和10 C下的放电容量分别为128.6和68.2 mAh g-1，库仑效率为100％，并且没有自放电现象。因此，这种复合电极与凝胶聚合物电解质的结合可为各种应用提供安全、轻便、环保的高功率性能钠电池。

图1.PTVE的EPR数据（上），氧化还原反应过程中基于PTVE功能化CNTs的阴极示意图（中）和反应方案（下图）。

图2.（a）低倍率和（b）高倍率下PTVE-CNT复合电极表面的SEM图像。（c）（d）C、（e）N和（f）O的SEM图像和EDS映射图像。（g）沿（c）中红线的C原子的EDS线。

图3.（a）沿横截面的C原子的FIB-SEM和（b）带有EDS线扫描的TEM图像。（c）PTVE-CNTs的TEM和SAED图案。（d）PTVE-CNTs的XPS C 1s峰。

图4.（a）PTVE-CNT复合电极的横截面FIB-SEM图像和（b）3D图像。（b）中切割的电极样品内部的（c）PTVE和（d）孔的分布。

图5.（a）Na/HC和Na/PTVE在1 C速率下的首次放电和充电电压曲线。（b，c）分别为Na/HC和Na/PTVE-CNTs半电池的速率性能。

图6.（a）HC/GPE/PTVE-CNT电池在0.5 C下的充放电曲线和（b）循环寿命性能。（c）在0.5、1、3、5、10 C速率下的充放电曲线和（d）速率性能。