近日，我校化学与材料科学学院赖超教授和神领弟副教授在绿色可大规模生产的水系锌离子电池隔膜领域取得了重要进展，该成果发表在国际知名期刊Nano Letters上，题为“Green and Mass-Producible Biomass Separator with Nanoconfined Channels for Practical High-Performance Zinc-Ion Batteries（面向实用化高性能锌离子电池的具有纳米限域通道的绿色且可大规模生产的生物质隔膜）”。江苏师范大学为第一署名单位，我校学生苏可、覃燕妍、黎素宏为论文的共同第一作者，赖超教授、神领弟副教授为共同通讯作者。该论文受到了国家自然科学基金和徐州市科技计划等项目的资助。
水系锌离子电池因本征安全、电化学性能良好、成本低廉等优点，在大规模储能领域极具应用潜力。目前商用玻璃纤维（GF）隔膜普遍存在成本高、厚度大、力学性能差等问题，无法抑制锌枝晶生长与界面副反应，导致电池的循环寿命受到严重限制。传统纤维素基隔膜多为被动适配设计，难以从源头上均匀调控锌离子沉积，且制备流程复杂、环境友好性不足，无法兼顾规模化生产的成本与性能要求。因此，研发绿色、低成本、可量产且能主动稳定锌负极的隔膜，成为推动水系锌离子电池实用化的关键。
为此，赖超、神领弟等人提出预防性隔膜设计新思路，以工业量产称量纸为基底，通过原位交联构建具有纳米限域通道的海藻酸锌水凝胶改性隔膜（ZAH−WP）。该隔膜实现成本大幅降低、厚度显著减薄、力学性能大幅提升，可主动调控锌离子传输与沉积行为，抑制枝晶与副反应。海藻酸钠分子链富含羧基，可与Zn²⁺快速形成 “蛋盒” 结构水凝胶，预先构筑均匀的离子输运通道，进而实现对锌沉积的精准调控。此外，整个制备过程在水相中完成，具有绿色环保、易于规模化生产的优势。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c00175
作者简介：
赖超教授，国家优秀青年科学基金、江苏省杰出青年基金获得者，江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人。主要致力于高比能金属电池以及界面电化学的研究工作。研究内容包括：高稳定金属锂负极的构筑、锂负极匹配的硫等高比能正极材料的开发，以及锂基、锌基电池电解液设计及电极-电解质界面反应的原位监测。在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等杂志发表学术论文120余篇，H指数为54，被引用8300余次。
神领弟副教授主要从事功能膜材料的构建及应用研究，近年来主持国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目等6项。以通讯作者或第一作者在Nano Lett., J. Energy Chem., J. Membr. Sci. J. Mater. Chem. A, Ecomat等业界公认的国际重要科技期刊发表学术论文近40篇。
