复旦大学,首篇顶刊Watt!
高分子科学前沿
2026-06-17 07:41
文章摘要
传统纤维基隔膜依赖表面传输模式,离子迁移无序,易导致枝晶生长和电池失效。复旦大学赵东元院士、晁栋梁教授团队在Watt期刊提出一种新型“空间隔膜”设计。该隔膜通过单胶束界面限域组装,构建由中空SiO2纳米管和径向介孔组成的三维网络,将离子传输从“表面模式”转向“空间模式”。该结构能主动筛选、富集Zn²⁺,并限制阴离子扩散,在孔道内形成约2.6 M的局部高浓度和约4 mV的局域电势,显著促进均匀成核。研究结果显示,该隔膜使锌离子迁移数达0.915,离子电导率105 mS cm⁻¹,Zn²⁺扩散速率较传统隔膜提高约100倍,脱溶能垒降至28.3 kJ mol⁻¹。在Zn//Zn对称电池中,可实现超过1000小时的长循环稳定性;Zn//Br₂电池在1 C下循环1200次后容量仍达168 mAh g⁻¹。此外,基于该隔膜的柔性纤维电池能量密度达49.9 Wh kg⁻¹,可驱动智能手机。结论:该工作将隔膜从被动屏障升级为主动离子调控平台,为水系金属电池提供了新的设计范式。
本站注明稿件来源为其他媒体的文/图等稿件均为转载稿,本站转载出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。如转载稿涉及版权等问题,请作者速来电或来函联系。