文章导读
在新能源电池领域，隔膜这个"隐形守护者"长期被忽视——它不仅是正负极之间的物理屏障，还直接决定离子传输效率和设备安全性。当现有商业化隔膜因稳定性差、润湿性有限而严重制约电池性能时，你是否想过：一种看似普通的矿物材料，可能就是破局的关键？西安交通大学丁书江教授团队在化学领域顶刊《化学评论》（IF：55.8）发表的最新研究，揭示了沸石（分子筛）在复合隔膜中的惊人潜力——规则孔道结构、高热稳定性和可调表面化学特性，让它在抑制枝晶生长、阻隔穿梭效应方面展现出独特优势。
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近日，西安交通大学丁书江教授团队在国际权威期刊《化学评论》（Chemical Reviews）（IF：55.8）发表题为“当沸石遇上电化学装置：隔膜研究进展”（When Zeolites Meet Electrochemical Devices: Progress of Separators）综述论文，系统阐述了先进复合隔膜的研究现状与应用前景。《化学评论》是由美国化学学会于1924年创刊并发行至今的国际化学领域内最具权威性的学术期刊之一，要求所发表的文章立足学科前沿，需对相关领域关键科学问题及先进研究成果的未来发展趋势提出前瞻性展望。
隔膜作为电化学储能器件的重要组成部分，是正负极之间的唯一物理屏障，其特性（如孔径、机械强度和稳定性）会影响离子传输、循环寿命和设备的安全性。然而，现有商业化隔膜材料仍面临稳定性差和润湿性有限等问题挑战，严重制约电池性能及安全性。
作为典型的碱（或碱土）金属铝硅酸盐矿物，分子筛天然具备规则孔道结构、高热稳定性及可调表面化学特性，使其在离子筛分与选择性吸附方面具有独特优势。将分子筛与隔膜复合后，可大幅提升隔膜的润湿性、机械强度和热安全性，在抑制枝晶生长、阻隔穿梭效应和降低界面副反应等方面发挥重要作用，为高安全、长寿命电化学储能器件提供新的设计思路。作者指出未来研究需强化分子筛物化性质与具体电池体系间的精准匹配关系，同时，应加快人工智能在材料筛选与结构优化中的应用，推动复合隔膜在规模化制备、一致性控制及复杂工况下性能验证方面取得实质性突破。
图1 电池隔膜应具备孔隙率、选择性渗透性、机械强度（包括柔软度和抗穿刺性）等关键特性
图2 典型沸石晶型的基本结构（例如，LTA、FAU 和 MFI）
西安交通大学化学学院为论文第一通讯单位，西安交通大学丁书江教授、冯国栋教授，香港理工大学黄海涛教授，吉林大学闫文付教授为论文通讯作者。西安交通大学副教授徐明和博士生冯雨禾为论文共同第一作者。论文感谢西安交通大学化学学院郗凯教授、英国剑桥大学R. Vasant Kumar教授对本文撰写和发表过程的帮助，以及国家储能技术产教融合创新平台的耿直老师对稿件验证提供的协助。该研究得到了国家自然科学基金委、秦创原高层次创新创业人才项目、香港理工大学和中央高校基本科研业务费专项资金等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5c00494
丁书江教授主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/dingsj
冯国栋教授主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/0020220157
徐明副教授主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/xuming
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说实话，我对这类材料的安全性一直有顾虑，尤其是高温下的机械强度，若真能做到可靠，电动车的续航或许真的会翻倍。
想问下如果换成固态电解质，这种沸石隔膜还能保持性能吗
哈哈，看到“枝晶生长”被拦住，感觉电池也能上演《复仇者联盟》😂
这技术听起来很高大上，但实际量产成本会不会炸裂？
我之前做过沸石改性，湿润性真的提升不少，跟文里说的差不多。
有没有人试过把这复合隔膜直接装进手作小电池？
这论文挺酷的，沸石+电池听着就有科技感。