中地大（武汉）/中大杨彩虹、唐爱东、杨华明教授Nano Lett.：超薄蒙脱石/聚合物纳米涂层改性隔膜实现大电流下无枝晶锂沉积

主要观点总结

本文报道了使用超薄蒙脱石-聚合物纳米涂层改性隔膜在锂电池中的应用。通过使用蒙脱石（MMT）与聚乙烯醇（PVA）混合，形成单层蒙脱石-PVA超薄纳米涂层，实现了在普通商用PP隔膜上的负载。该涂层具有良好的成膜性和机械强度，显著增强了隔膜的性能。使用这种改性隔膜的锂对称电池表现出优异的循环稳定性和长寿命。该研究为抑制锂枝晶生长和提高锂电池性能提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

传统电池使用的石墨负极理论比容量较低，而锂金属具有高理论比容量，因此锂金属替换石墨负极势在必行。然而，锂枝晶生长问题严重，可能导致电池短路和安全问题。

关键观点2: 研究重点

杨华明教授团队通过将蒙脱石（MMT）与聚乙烯醇（PVA）混合，形成超薄蒙脱石-聚合物纳米涂层，实现了对隔膜的改性。该涂层具有良好的成膜性和机械强度，能够均匀超薄的改性隔膜。

关键观点3: 文章要点

1. 使用MMT与PVA混合，通过超声处理制备出由MMT和PVA组成的悬浮液。2. 在商用PP隔膜上采用提拉法，将单层MMT-PVA涂敷在PP隔膜上，得到均匀超薄的改性隔膜（UD MMT-PVA@PP）。3. UD MMT-PVA@PP隔膜的横截面非常薄，UD MMT-PVA的厚度仅为200-500 nm。4. 使用UD MMT-PVA@PP隔膜的锂对称电池表现出优异的循环稳定性和长寿命，抑制了锂枝晶的生长。

关键观点4: 研究团队介绍

杨华明教授团队在矿物功能材料、高性能环境材料与生态修复、新能源材料等领域开展研究，拥有强大的科研实力和先进的仪器设备。团队诚邀海内外英才加盟，并欢迎优秀本科生和研究生来团队学习深造。

关键观点5: 总结

本文报道了一种使用超薄蒙脱石-聚合物纳米涂层改性隔膜的方法，显著提高了锂电池的性能。该涂层具有良好的成膜性和机械强度，能够有效抑制锂枝晶的生长，提高电池的循环稳定性和寿命。该研究为锂电池的进一步发展提供了新的思路。

文章预览

【文章信息】 第一作者：张莹 通讯作者：杨彩虹*，唐爱东*，杨华明* 单位：中国地质大学（武汉）、中南大学 【研究背景】 传统电池使用的石墨负极虽然具有安全稳定及寿命长等优势，但是理论比容量仅为372 mA·h/g。锂金属具有最低的电化学势（-3.04 V），拥有比石墨负极高10倍的理论比容量（3860 mA·h/g），高理论比容量的锂金属替换石墨负极势在必行。然而在电池循环程中，由于锂的不均匀沉积与溶解，金属锂负极表面发生锂成核，并随着表面电流密度的变化不断沉积生成锂枝晶。从而发生体积变化，尤其在大电流下，枝晶生长问题极其严重，最终枝晶刺穿隔膜，造成电池短路甚至引发热失控等严重安全问题。因此，通过对隔膜进行改性以均匀锂离子流，抑制锂枝晶生长成为研究重点。以蒙脱石为代表的层状黏土矿物结构具有可插层、剥片为单 ………………………………