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2021-09-15
顆粒在線訊：具有高工作電壓與高比容量的電池材料是發(fā)展高比能電池的關(guān)鍵。然而，這類材料存在界面穩(wěn)定差的問題，急需發(fā)展合適的策略來對(duì)界面化學(xué)進(jìn)行精確調(diào)控。
自組裝單分子層（SAM）是一種由具有活性基團(tuán)的分子在固體表面自發(fā)地組裝形成的有序單分子層。而作為一種界面改性工具，SAM在電池中的應(yīng)用處于初步階段。中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所項(xiàng)目研究員沈炎賓等在Journal of the American Chemical Society上，撰寫了以Self-assembled Monolayers for Batteries（DOI: 10.1021/jacs.1c04416）為題的perspective文章，系統(tǒng)地總結(jié)了SAM在電池中的應(yīng)用，并展望了未來SAM在電池中的應(yīng)用前景。該論文指出了高比能電池發(fā)展過程中界面問題的重要性，具有自組裝特性、分子級(jí)厚度以及化學(xué)性質(zhì)高度可控的SAM是解決電池界面問題的重要工具之一；介紹了SAM的相關(guān)結(jié)構(gòu)、生長機(jī)理與表征；對(duì)當(dāng)前SAM在電池中的應(yīng)用，按照用途進(jìn)行分類，總結(jié)了不同領(lǐng)域的進(jìn)展；展望了SAM在更多電池界面領(lǐng)域應(yīng)用的可能性，并結(jié)合理論計(jì)算分析，指出SAM與基體的結(jié)合強(qiáng)度、SAM的電化學(xué)穩(wěn)定性以及服役過程中的結(jié)構(gòu)維護(hù)是未來相關(guān)研究的要點(diǎn)。
該團(tuán)隊(duì)致力于高性能鋰電儲(chǔ)能材料與器件的工程化應(yīng)用研究，在Nature Communications、Accounts of Chemical Research、JACS、Nano Letters、Advanced Materials等上發(fā)表論文140余篇。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中科院科研裝備研制項(xiàng)目，以及蘇州納米所的支持。
電池中的自組裝單分子層的作用示意圖
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