纳米所陈立桅/沈炎宾JACS: 用于电池的自组装单层膜综述

2023年10月25日上午11:40 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 10

目前锂电池领域的研究重点提高能量密度，然而安全性、稳定性和循环寿命等不应被忽视，这些问题通常源于界面不稳定性。

最近的研究已经证明了自组装单分子层 (SAMs) 在解决电池领域的紧迫问题（例如锂的化学稳定性）方面的能力，但还需要更多的研究来充分探索这种技术对储能的潜力和影响。

在此，中科院苏州纳米所陈立桅研究员、沈炎宾副研究员等人首次综述了当前锂电池中SAM的文献进展。目前已发表的工作主要集中在两个方面，即基于插层的先进锂离子电池材料的稳定化和锂负极的钝化和受控沉积。

在这些情况下，SAMs 的诱人优点，如单层均匀性、分子水平厚度和易于制备，使SAM电池具有非常有前途的特性。

图1. SAMs的图示以及合成过程示意图

其次，作者指出SAM的多功能结构和特性有助于克服一系列令人眼花缭乱的技术瓶颈，从离子或电子导电网络的构建到转化反应的动力学控制。

SAMs在锂电池中的未来应用肯定会超出想象，但SAMs在电池中的应用仍处于起步阶段，作者还简要讨论了SAM与底物的结合、分子轨道和电化学稳定性，以及制造和维护，这将有利于未来电池的发展。

图2. SAMs研究中常用的表征技术

Self-Assembled Monolayers for Batteries, Journal of the American Chemical Society 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c04416

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