蒙脱石是一种传统的粘土矿物材料，似乎难以让人将其与锂离子电池等电化学储能技术联系起来。然而，早在上世纪七十年代，研究人员就发现蒙脱石因特殊的二维层状结构而具有优异的H+、Li+、Zn2+、Mg2+等阳离子传输性能，自此以后，蒙脱石就开始被用于电化学储能器件的各个关键部件中，包括电极、隔膜和电解质（图1）。
图1 蒙脱石在电化学储能中的应用
近日，广东省科学院化工研究所庞浩研究员团队与广西大学童张法教授团队合作发表论文，全面综述了蒙脱石基功能材料在电化学储能领域的研究进展，详细介绍了蒙脱石基材料结构与其电化学性能之间的关系，进一步总结了当前蒙脱石基功能材料在电化学储能领域面临的问题和挑战，并对其未来的发展方向进行了展望，以期为蒙脱石基功能材料在电化学储能中的实际应用提供有益指导。
据悉，随着近年来二次电池技术的飞速发展，蒙脱石在电化学储能中的应用研究越来越多，特别是近10年来蒙脱石基电化学储能材料的研究不断取得突破。大量研究表明，利用蒙脱石的二维层状结构可以在电极、隔膜或聚合物电解质中构建高速的离子传输通道，实现锂离子等载流子的快速传输，从而促进电池电化学反应动力学过程。此外，蒙脱石可以有效改善隔膜及聚合物电解质的热/化学/机械稳定性和电解液润湿性能；在锂硫电池中蒙脱石因良好的化学吸附特性还可以被用来抑制多硫化物的穿梭效应，从而有效提升电池循环稳定性。
除了上述结构及性能特性外，蒙脱石还具有资源储量丰富、廉价易得等优点，在电化学储能领域展现出了巨大的应用潜力。未来蒙脱石在电化学储能中的应用研究可集中在以下几个方面：（1）利用非碳导电多功能材料在蒙脱石基体中构建连续导电网络；（2）利用磁场、电场、流场等场辅助定向技术实现蒙脱石层间离子传输通道的定向排列，进一步加快离子传输动力学；（3）蒙脱石基电催化剂吸附和催化活性位点的精准调控；（4）蒙脱石基体中电化学活性组分的引入。
该综述论文发表于化学领域国际权威期刊Green Chemistry，广东省科学院化工研究所吴炼副研究员为该论文的第一作者，庞浩和廖兵研究员为该论文的通讯作者。此项工作得到了国家自然科学基金、广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金、广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室开放基金及湖南省自然科学基金等的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1039/d3gc03447j.
供稿：省科学院化工所
撰稿：吴炼
审稿：黄丹 王飞 刘婉玉
校稿：徐超 肖捷 章震
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