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  近日，斯坦福大學(xué)鮑哲南教授課題組與南京大學(xué)賈敘東教授課題組合作在《Advanced Energy Materials》期刊上發(fā)表了題為“Polymers in Lithium-Ion and Lithium Metal Batteries”的綜述論文（DOI:10.1002/aenm.202003239）。

  鋰電池具有質(zhì)量輕、能量密度高、無記憶效應(yīng)等特點(diǎn)在生活中得到了非常廣泛的應(yīng)用。隨著新能源汽車的不斷推廣，人們也對鋰電池的能量密度和安全性提出了更高的要求。而聚合物作為一種生活中被廣泛使用的材料，也在鋰電池領(lǐng)域發(fā)揮了非常重要的作用。

圖1. 聚合物在鋰電池不同分區(qū)的應(yīng)用（電解質(zhì)、電極界面保護(hù)、粘接劑、隔膜）

  該綜述從聚合物固態(tài)電解質(zhì)、人造電極-電解質(zhì)界面、粘結(jié)劑和隔膜四個(gè)部分，系統(tǒng)地介紹了近年來國內(nèi)外聚合物在鋰電池里的應(yīng)用，包括相關(guān)聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料制備方法、電池具體性能等等。全文匯總的各類方案不僅可用于改善鋰電池面臨的實(shí)際安全問題，同時(shí)也為未來制備高性能、高能量密度的鋰電池提供了參考思路。

  在聚合物電解質(zhì)方面，本文主要從單離子電解質(zhì)體系和雙離子電解質(zhì)體系兩個(gè)方面詳細(xì)總結(jié)了固態(tài)與準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的性質(zhì)與特點(diǎn)，并以近年來的詳盡文獻(xiàn)案例進(jìn)行歸納總結(jié)。在人造電極-電解質(zhì)界面方面，本文總結(jié)了石墨負(fù)極、硅負(fù)極、鋰金屬負(fù)極所面臨的問題，并從界面保護(hù)的角度整理了解決方案。在粘結(jié)劑方面，本文針對多種負(fù)極及硫正極面臨的實(shí)際問題，提出具有針對性且切實(shí)可行的解決思路。在隔膜方面，本文匯總了各類先進(jìn)隔膜，包括包覆多種涂層材料的PP及PE隔膜、新型聚合物隔膜（PI、PMIA等）；除此之外，本文也總結(jié)了目前針對未來高性能鋰硫及鋰空電池的隔膜進(jìn)展。最后，結(jié)合鋰電池發(fā)展方向與聚合物的特點(diǎn)，展望了未來鋰電池中聚合物的設(shè)計(jì)方向以及工業(yè)化規(guī)模化所面臨的挑戰(zhàn)。

  該工作第一作者為斯坦福大學(xué)碩士畢業(yè)生李俊亨，目前在中國從事行業(yè)研究工作；共同一作包括南京大學(xué)博士生蔡一楓，南京大學(xué)碩士生吳昊旻和斯坦福大學(xué)博士生俞之奡；共同作者還包括南京大學(xué)張秋紅副教授、上海交通大學(xué)顏徐州研究員、清華大學(xué)劉凱助理教授、斯坦福大學(xué)博士生Theo Gao等。通訊作者為斯坦福大學(xué)鮑哲南教授和南京大學(xué)賈敘東教授。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202003239