张 雨 那 兵

(东华理工大学，江西 南昌 330013)

1 引言

金属锂因其极低的电势(相对于标准氢电极为-3.04 V)和较高的能量密度(3860 mAh/g)而被认为是最有前途的锂电池负极。然而不幸的是，锂负极的可扩展应用在很大程度上受到阻碍，因为在电池充放电时，锂离子电镀/剥离过程中不受控制的枝晶生长[1-6]。这将会导致电解液的消耗和电池性能损失。锂枝晶的生长甚至会刺破电池隔膜导致短路并引发严重的安全问题。因此，抑制锂负极枝晶生长是锂金属电池商业化的关键。

商用聚烯烃类隔膜由于其孔隙分布不均匀，对锂负极亲和力差以及电解液浸润性差，导致了电池枝晶生长严重，电化学性能差。因此，人们做出了广泛的探索来制备具有促使能提供更高吸液率的隔膜来延缓电解液的消耗。

由于缺乏足够的机械结合强度，以粉末形式存在的无机颗粒不太可能单独产生独立的柔性隔膜。借助聚合物纤维骨架作为机械支撑，无机纳米颗粒可以大规模富集并形成具有高度柔性的复合隔膜[7，8]。紧密堆积的纳米颗粒完全分散在整个隔膜中，形成锂离子传输的高度渗滤路径。这与无机纳米粒子在多孔基底上的表面涂层情况完全不同[9-11]。此外，高负载量的无机纳米粒子可以提供离子导电性、具有优异的电解液吸收能力和优良的热稳定性，从而改善电池性能。需要注意的是，由于无机纳米粒子的电化学惰性，一般在电化学系统中无容量贡献。

在本实验中，我们通过使用表面富集和互连的细菌纤维素(BC)纳米纤维一步将二氧化硅纳米颗粒(80 wt%)包合在一起，制备了柔性SiO2基复合隔膜。……