西安交大丁書江教授團隊在Chem. Rev.發表先進復合隔膜領域前沿綜述

導讀

近日，西安交通大學丁書江教授團隊在國際權威期刊《化學評論》（Chemical Reviews）（IF：55.8）發表題為“當沸石遇上電化學裝置：隔膜研究進展”（When Zeolites Meet Electrochemical Devices: Progress of Separators）綜述論文，系統闡述了先進復合隔膜的研究現狀與應用前景。《化學評論》是由美國化學學會于1924年創刊并發行至今的國際化學領域內最具權威性的學術期刊之一，要求所發表的文章立足學科前沿，需對相關領域關鍵科學問題及先進研究成果的未來發展趨勢提出前瞻性展望。

隔膜作為電化學儲能器件的重要組成部分，是正負極之間的唯一物理屏障，其特性（如孔徑、機械強度和穩定性）會影響離子傳輸、循環壽命和設備的安全性。然而，現有商業化隔膜材料仍面臨穩定性差和潤濕性有限等問題挑戰，嚴重制約電池性能及安全性。

作為典型的堿（或堿土）金屬鋁硅酸鹽礦物，分子篩天然具備規則孔道結構、高熱穩定性及可調表面化學特性，使其在離子篩分與選擇性吸附方面具有獨特優勢。將分子篩與隔膜復合后，可大幅提升隔膜的潤濕性、機械強度和熱安全性，在抑制枝晶生長、阻隔穿梭效應和降低界面副反應等方面發揮重要作用，為高安全、長壽命電化學儲能器件提供新的設計思路。作者指出未來研究需強化分子篩物化性質與具體電池體系間的精準匹配關系，同時，應加快人工智能在材料篩選與結構優化中的應用，推動復合隔膜在規模化制備、一致性控制及復雜工況下性能驗證方面取得實質性突破。

圖1 電池隔膜應具備孔隙率、選擇性滲透性、機械強度（包括柔軟度和抗穿刺性）等關鍵特性

圖2 典型沸石晶型的基本結構（例如，LTA、FAU 和 MFI）

西安交通大學化學學院為論文第一通訊單位，西安交通大學丁書江教授、馮國棟教授，香港理工大學黃海濤教授，吉林大學閆文付教授為論文通訊作者。西安交通大學副教授徐明和博士生馮雨禾為論文共同第一作者。論文感謝西安交通大學化學學院郗凱教授、英國劍橋大學R. Vasant Kumar教授對本文撰寫和發表過程的幫助，以及國家儲能技術產教融合創新平臺的耿直老師對稿件驗證提供的協助。該研究得到了國家自然科學基金委、秦創原高層次創新創業人才項目、香港理工大學和中央高校基本科研業務費專項資金等資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5c00494

丁書江教授主頁：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/dingsj

馮國棟教授主頁：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/0020220157

徐明副教授主頁：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/xuming

來源：西安交通大學