日前，中科院蘭州化學物理所研究員張俊平團隊研發(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用問題。該成果作為封面文章發(fā)表于《先進能源材料》。

鋰硫電池具有高理論比容量和能量密度等優(yōu)點，然而，聚硫化物穿梭嚴重和硫導電性差等問題制約了其實際應用。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。

張俊平團隊首次將鋰皂石應用到鋰硫電池中。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。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構。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，同時具有較高的電導率、超親電解液性和較高的熱穩(wěn)定性。將其應用于鋰硫電池時，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。