蒙脫石是一種傳統(tǒng)的粘土礦物材料，似乎難以讓人將其與鋰離子電池等電化學(xué)儲能技術(shù)聯(lián)系起來。然而，早在上世紀(jì)七十年代，研究人員就發(fā)現(xiàn)蒙脫石因特殊的二維層狀結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的H+、Li+、Zn2+、Mg2+等陽離子傳輸性能，自此以后，蒙脫石就開始被用于電化學(xué)儲能器件的各個關(guān)鍵部件中，包括電極、隔膜和電解質(zhì)（圖1）。

圖1?蒙脫石在電化學(xué)儲能中的應(yīng)用

近日，廣東省科學(xué)院化工研究所龐浩研究員團(tuán)隊與廣西大學(xué)童張法教授團(tuán)隊合作發(fā)表論文，全面綜述了蒙脫石基功能材料在電化學(xué)儲能領(lǐng)域的研究進(jìn)展，詳細(xì)介紹了蒙脫石基材料結(jié)構(gòu)與其電化學(xué)性能之間的關(guān)系，進(jìn)一步總結(jié)了當(dāng)前蒙脫石基功能材料在電化學(xué)儲能領(lǐng)域面臨的問題和挑戰(zhàn)，并對其未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望，以期為蒙脫石基功能材料在電化學(xué)儲能中的實際應(yīng)用提供有益指導(dǎo)。

據(jù)悉，隨著近年來二次電池技術(shù)的飛速發(fā)展，蒙脫石在電化學(xué)儲能中的應(yīng)用研究越來越多，特別是近10年來蒙脫石基電化學(xué)儲能材料的研究不斷取得突破。大量研究表明，利用蒙脫石的二維層狀結(jié)構(gòu)可以在電極、隔膜或聚合物電解質(zhì)中構(gòu)建高速的離子傳輸通道，實現(xiàn)鋰離子等載流子的快速傳輸，從而促進(jìn)電池電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)過程。此外，蒙脫石可以有效改善隔膜及聚合物電解質(zhì)的熱/化學(xué)/機(jī)械穩(wěn)定性和電解液潤濕性能；在鋰硫電池中蒙脫石因良好的化學(xué)吸附特性還可以被用來抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)，從而有效提升電池循環(huán)穩(wěn)定性。

除了上述結(jié)構(gòu)及性能特性外，蒙脫石還具有資源儲量豐富、廉價易得等優(yōu)點，在電化學(xué)儲能領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。未來蒙脫石在電化學(xué)儲能中的應(yīng)用研究可集中在以下幾個方面：（1）利用非碳導(dǎo)電多功能材料在蒙脫石基體中構(gòu)建連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；（2）利用磁場、電場、流場等場輔助定向技術(shù)實現(xiàn)蒙脫石層間離子傳輸通道的定向排列，進(jìn)一步加快離子傳輸動力學(xué)；（3）蒙脫石基電催化劑吸附和催化活性位點的精準(zhǔn)調(diào)控；（4）蒙脫石基體中電化學(xué)活性組分的引入。

該綜述論文發(fā)表于化學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊Green?Chemistry，廣東省科學(xué)院化工研究所吳煉副研究員為該論文的第一作者，龐浩和廖兵研究員為該論文的通訊作者。此項工作得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省科學(xué)院建設(shè)國內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)行動專項資金、廣西石化資源加工及過程強(qiáng)化技術(shù)重點實驗室開放基金及湖南省自然科學(xué)基金等的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1039/d3gc03447j.

供稿：省科學(xué)院化工所

撰稿：吳煉

審稿：黃丹??王飛??劉婉玉

校稿：徐超??肖捷??章震