鋰/鈉二次電池由于輸出電壓高、自放電率低、能量密度大、無記憶效應且綠色環保而備受關注，但其安全性需要解決并關系著未來二次電池的發展。全固態聚合物電解質質量輕、易成膜、粘彈性好，在提高電池能量密度、拓寬工作溫度區間、延長使用壽命、提高安全性能及多功能結構和形狀設計靈活性等方面也都有很大的優勢，為新型柔性電子器件的設計、薄膜電池的層壓制備及抑制鋰/鈉金屬電池內部枝晶的生長等方面提供了新的解決方案。聚氧乙烯(PEO)基聚合物及其衍生物是研究最早也是最為廣泛的聚合物基體，室溫下包含結晶相和無定形相，結晶相的存在阻礙了Li+/Na+的遷移過程，其較低的離子電導率及與電極材料較差的界面相容性嚴重阻礙了PEO基電解質在鋰/鈉二次電池中的應用。研究發現，納米顆粒摻雜能夠改善PEO基聚合物電解質離子傳輸效率，一方面納米顆粒能夠破壞聚合物基體的有序規整度，提升有機鏈段的運動能力，另一方面納米顆粒表面官能團與鋰鹽會產生交互作用，促進了鋰鹽的離解。然而納米顆粒的分散性、尺寸大小及比表面積對聚合物電解質性能的影響至關重要。

中南大學韋偉峰教授課題組在AdvancedScience上發表了一篇題為“HighIon-ConductingSolid-StateCompositeElectrolyteswithCarbonQuantumDotNanofillers”的文章，設計合成了一種由顆粒尺寸為2-3nm、具有高分散性且表面富含氧官能團的碳量子點(CQDs)和PEO組成的納米復合全固態聚合物電解質。CQDs較好的分散性及表面含氧官能團能夠與堿金屬鹽和醚氧鏈段產生交互作用，有助于堿金屬鹽的離解及醚氧鏈段的運動能力。測試結果表明，PEO/CQDs復合電解質中自由離子數目和無定形相得到了提升，室溫下PEO/CQDs-Li及PEO/CQDs-Na電解質離子電導率分別達到1.39×10^-4S/cm和7.17×10^-5S/cm，Li+及Na+遷移數分別提升為0.48和0.42，裝配的LiFePO4(LFP)‖PEO/CQDs-Li‖Li及Na3V2(PO4)3(NVP)‖PEO/CQDs-Na‖Na電池均表現出優異的循環穩定性和倍率性能。

研究者采用簡便、低能耗的方法制備出產率較高、分散性較好且表面富含氧官能團的CQDs，并首次將CQDs與PEO聚合物基體復合得到一種新型全固態聚合物電解質，實現了電化學性能的顯著提升并對CQDs、聚合物基體及堿金屬鹽之間的交互作用進行了詳細的分析表征。這種簡便的合成方法及PEO/CQDs電解質優越的電化學性能有助于進一步推動納米復合聚合物電解質的設計及發展。