近日，我院李兆槐博士联合武汉理工大学麦立强教授、四川大学赵焱教授，以第一通讯作者身份在国际顶级期刊Advanced Materials（IF=32.086）上发表题为《Ultra-Uniform and Functionalized Nano-Ion Divider for Regulating Ion Distribution toward Dendrite-Free Lithium Metal Batteries》的研究型论文。
隔离层作为锂金属电池中离子通路的重要介质，直接决定着到达负极表面的锂离子的分布状态。然而，商业化Celgard隔膜孔隙分布极不均匀，大部分是亚微米级，导致在循环过程中电池内部的锂离子流呈现梯度分布且无序，并且聚集在较大孔隙处的锂离子还原界面处的电流集中是诱导锂枝晶生长的重要原因之一。
鉴于此，该研究工作聚焦调控锂金属电池负极侧锂离子分布以及锂迁移行为，通过设计合成高度有序的离子通道结构实现了锂负极界面处的离子和电流密度均化效应，并在实用化锂金属软包电池中得到了验证。
论文核心创新点如下：
(1)从锂金属沉积中的锂扩散问题出发，设计构筑高度有序纳米级离子通道二维MXene材料，均化负极与电解液界面处的离子浓度与传输特性，有效抑制了锂枝晶生长；
(2)设计并组装了能量密度为305 Wh kg-1的高镍锂金属软包电池，在实用化测试条件下（严格限制锂含量、电解液用量）实现了5倍循环寿命的提升；
(3) 通过理论计算与相场模拟揭示了离子通道调控离子迁移、以及功能化位点调控锂金属沉积以及抑制多硫化锂穿梭的内在机制及构效关系
此外，该项工作受到了李兆槐博士所在研究团队负责人解明教授的深入参与和指导，以及柔电（武汉）科技有限公司的大力支持。据悉，这也是李兆槐博士目前以第一作者/通讯作者在Advanced Materials上发表的第3篇研究型学术论文。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/action/doSearch?AllField=Ultra-Uniform+and+Functionalized+Nano-Ion+Divider+for+Regulating+Ion+Distribution+toward++Dendrite-Free+Lithium+Metal+Batteries&SeriesKey=15214095#