日前，中科院蘭州化學(xué)物理所研究員張俊平團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種黏土礦物超親電解液鋰離子電池隔膜，可有效抑制聚硫化物穿梭等鋰硫電池應(yīng)用問題。該成果作為封面文章發(fā)表于《先進(jìn)能源材料》。

鋰硫電池具有高理論比容量和能量密度等優(yōu)點(diǎn)，然而，聚硫化物穿梭嚴(yán)重和硫?qū)щ娦圆畹葐栴}制約了其實(shí)際應(yīng)用。研究表明，隔膜對電池性能具有重要影響，包括抑制穿梭、枝晶再生、界面穩(wěn)定性和安全性等。

張俊平團(tuán)隊(duì)首次將鋰皂石應(yīng)用到鋰硫電池中。鋰皂石是一種人工合成的類蒙脫石黏土礦物，具有環(huán)境友好和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。鋰皂石呈納米片狀形貌，片寬約25至30納米，片厚約1納米。鋰皂石納米片是由硅氧四面體和鎂氧八面體組成的三八面體晶型結(jié)構(gòu)。三八面體中部分鎂離子被鋰離子取代，因此鋰皂石中含有豐富的鋰離子。

研究表明，該黏土礦物超親電解液隔膜對聚硫化物穿梭具有明顯的抑制用途，同時(shí)具有較高的電導(dǎo)率、超親電解液性和較高的熱穩(wěn)定性。將其應(yīng)用于鋰硫電池時(shí)，在循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能和抑制自放電等方面均表現(xiàn)優(yōu)異。此外，該隔膜具有較好的普適性，可通過簡單的涂覆法制備，在磷酸鐵鋰和鋰硫電池中均表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。