近日，華中科技大學王成亮教授團隊受邀在ChemSusChem期刊發(fā)文，總結(jié)了天然多糖材料用于固態(tài)電池的最新研究進展，文章重點梳理了用于固態(tài)電池中多糖聚合物的本征結(jié)構(gòu)特點及其改性方法，并基于多糖結(jié)構(gòu)多樣和易修飾的特點，對設(shè)計更加安全高效電解質(zhì)的前景和挑戰(zhàn)進行了展望。
人類社會朝著綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展模式的快速轉(zhuǎn)型，對于儲能器件也提出了更高的要求。由于固態(tài)電解質(zhì)可以賦予電池更高的安全性和更高的能量密度，固態(tài)電解質(zhì)已經(jīng)成為當今最熱門的研究領(lǐng)域之一。其中，無機固態(tài)電解可以獲得更高的離子電導(dǎo)率，而聚合物固態(tài)電解可以實現(xiàn)正負極界面的良好兼容性，但是無機或者有機的單一組分很難兼顧高離子電導(dǎo)率和界面良好兼容性。因此兼具柔性和機械性能，同時富含極性官能團的天然多糖聚合物引起了人們的關(guān)注。 天然多糖聚合物來源廣泛且綠色環(huán)保，用于固態(tài)電解質(zhì)具有潛在的優(yōu)勢。多糖中的-OH、-OR或-COO-等基團可以作為金屬離子的傳輸位點，有利于金屬離子的快速傳輸。同時，多糖及其衍生物通常具有極性官能團如-NH2、-CONH2、-SO3H等，也有利于和陰離子相互作用，從而促進電解質(zhì)鹽的解離和離子的傳輸。因此，利用不同多糖的結(jié)構(gòu)特點可設(shè)計高性能的固態(tài)電解質(zhì)。 有鑒于此，華中科技大學王成亮教授團隊在ChemSusChem期刊發(fā)表前瞻性綜述，對近年來天然多糖類材料的電池電解質(zhì)應(yīng)用的研究工作進行總結(jié)，闡述了纖維素、淀粉、殼聚糖、環(huán)糊精和海藻酸鈉等天然多糖的結(jié)構(gòu)特點，歸納了多糖類材料的結(jié)晶性和官能團種類對固態(tài)電解質(zhì)性能的影響，進一步討論了多糖材料在電解質(zhì)應(yīng)用中的改性方法。對這些內(nèi)容的理解有助于研究者對天然聚合物電解質(zhì)的設(shè)計和優(yōu)化。但由于天然聚合物電解質(zhì)的研究工作還較少，其離子傳輸機制等還需深入揭示?？傊?，作為一類儲量豐富和可持續(xù)的生物材料，多糖固態(tài)電解質(zhì)的規(guī)?；脴O具前景。 論文信息 Natural Pyranosyl Materials: Potential Applications in Solid-State Batteries. Yueyue Cao#, Guoqun Zhang#, Jincheng Zou, Huichao Dai, Chengliang Wang* ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202202216
