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近期，河南大學材料學院趙勇教授課題組在人工隔膜增強鋰負極循環(huán)穩(wěn)定性方面取得新進展，相關成果以“Inhibiting the shuttle effect using artificial membranes with high lithium-ion content for enhancing the stability of the lithium anode”為題，全文形式在Journal of Materials ChemistryA（J.Mater. Chem. A 2020,DOI:10.1039/c9ta13304f）上發(fā)表。

鋰負極較差的循環(huán)穩(wěn)定性是鋰金屬電池發(fā)展的技術瓶頸，鋰負極與電解液功能組分間的副反應是造成鋰負極循環(huán)穩(wěn)定性差的重要原因?，F有保護鋰負極的方法，如原位固態(tài)電解質膜、鋰合金、人工鋰離子傳導膜等可以提高鋰負極的循環(huán)穩(wěn)定性，然而上述方法依然難以滿足鋰金屬電池中鋰負極長循環(huán)穩(wěn)定性的要求，尤其是電解液中含有不同種類的氧化還原分子時。因此，構建一種鋰負極保護效果優(yōu)異、且鋰離子傳導率高的人工隔膜，對提升鋰金屬基電池的循環(huán)穩(wěn)定性至關重要的。

圖：高鋰離子含量隔膜阻隔氧化還原分子在正負極穿梭的示意圖

在該研究工作中，趙勇課題組通過將聚苯乙烯磺酸和氧化石墨烯進行鋰化處理，得到了聚苯乙烯磺酸鋰和鋰化氧化石墨烯，然后將上述材料制備成復合隔膜，利用隔膜中鋰化聚合物與鋰化氧化石墨烯中帶電基團的靜電作用，抑制氧化還原分子在正負極間的穿梭，從而在保證隔膜優(yōu)異的鋰離子傳導能力情況下，實現鋰負極的長循環(huán)穩(wěn)定運行。該研究工作為鋰金屬基電池中鋰負極保護、及提升電池循環(huán)穩(wěn)定性提供了新的研究思路和技術手段。

特種功能材料重點實驗室碩士研究生梁棟為論文的第一作者。本工作得到了中組部、國家自然科學基金委、河南省科技廳、河南省教育廳和河南大學的大力支持。

論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/c9ta13304f#!divAbstract