近日，安徽工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院青年教師閆文其博士在能源材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Energy Storage Materials》（一區(qū)，IF: 18.9）發(fā)表了題為“Scalable and sustainable sulfonated cellulose separators toward practical Ah-level aqueous batteries”的最新研究成果。安徽工程大學(xué)為第一署名單位，合作者包括武漢大學(xué)楊培華研究員和東南大學(xué)吳宇平教授等。

       水系鋅離子電池（AZIBs）憑借固有安全性及高離子電導(dǎo)率，成為鋰離子電池的重要補(bǔ)充技術(shù)。然而，其大規(guī)模應(yīng)用受限于鋅負(fù)極枝晶生長、析氫、負(fù)極鈍化等副反應(yīng)導(dǎo)致的低循環(huán)穩(wěn)定性?，F(xiàn)有解決方案如鋅負(fù)極改性、改性電解液、凝膠電解質(zhì)、隔膜工程等，普遍面臨成本高、工藝復(fù)雜或環(huán)境負(fù)擔(dān)增加等問題。此外，實(shí)驗(yàn)室級(jí)紐扣電池的研究難以解決Ah級(jí)軟包電池放大過程中鋅離子傳輸不均與枝晶抑制難題。開發(fā)新型隔膜成為關(guān)鍵突破方向，傳統(tǒng)玻璃纖維隔膜因機(jī)械強(qiáng)度不足和孔隙不均限制了性能，而改性聚乙烯、親水聚四氟乙烯及纖維素基隔膜通過優(yōu)化力學(xué)性能和離子通量展現(xiàn)出潛力，其中纖維素基材料憑借低成本與可再生特性備受關(guān)注，但仍需克服制備工藝復(fù)雜和規(guī)模化生產(chǎn)挑戰(zhàn)。

       細(xì)菌纖維素因其獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)、優(yōu)異保水性、可降解性及優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，被視為大自然的杰作。其富含羥基的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予其化學(xué)修飾潛力，特別適用于水系鋅離子電池領(lǐng)域。鑒于此，該團(tuán)隊(duì)以低成本、環(huán)境友好的BC膜為基底，開發(fā)了一種可規(guī)?；苽涞幕腔?xì)菌纖維素（SBC）隔膜。該隔膜具備167 MPa高拉伸強(qiáng)度及高的離子電導(dǎo)率，在機(jī)械穩(wěn)定性和離子傳輸效率上均優(yōu)于傳統(tǒng)隔膜材料。實(shí)驗(yàn)與理論分析表明，SBC中通過離子篩分效應(yīng)選擇性抑制SO42-陰離子遷移，顯著減少界面副反應(yīng)；同時(shí)優(yōu)化鋅離子傳輸路徑，促進(jìn)離子通量均勻化，從而有效抑制鋅枝晶生長。將其應(yīng)用于正極載量達(dá)21.6 mg cm-2的軟包電池時(shí)，SBC隔膜使電池容量提升至安時(shí)（Ah）級(jí)，驗(yàn)證了其在高載量電極體系中的適配性及大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的可行性。

       閆文其，工科博士，現(xiàn)為安徽工程大學(xué)青年教師，2022年畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)獲工學(xué)博士學(xué)位，國家公派留學(xué)基金獲得者（2021.05-2022.06 新加坡南洋理工大學(xué)），目前主持安徽省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、安徽省高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目等課題，并掛職擔(dān)任海螺創(chuàng)業(yè)循環(huán)科技有限公司“科技副總”職務(wù)。其研究方向包括鋰硫電池復(fù)合隔膜、水系二次電池負(fù)極和電解質(zhì)研發(fā)等。

新聞鏈接：https://www.ahpu.edu.cn/2025/0307/c3a240372/page.htm

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