沈炎宾等JACS perspective：电池中的自组装单分子层

rongshuxia

具有高工作电压与高比容量的电池材料是发展高比能电池的关键。然而，这类材料常常存在界面稳定差的问题，因此急需发展合适的策略来对界面化学进行精确调控。
　　自组装单分子层（SAM）是一种由具有活性基团的分子在固体表面自发地组装形成的有序单分子层。然而，作为一种界面改性工具，SAM在电池中的应用尚处于初步阶段。为此，中科院苏州纳米所沈炎宾等受邀在Journal of the American Chemical Society上撰写perspective文章，系统地总结了SAM在电池中的应用，并展望了未来SAM在电池中的应用前景。文章首先指出了高比能电池发展过程中界面问题的重要性，认为具有自组装特性、分子级厚度以及化学性质高度可控的SAM是解决电池界面问题的重要工具之一。其次，文章简要介绍了SAM的相关结构、生长机理与表征。接着，对目前SAM在电池中的应用按照用途进行了分类，总结了不同领域的进展。最后，展望了SAM在更多电池界面领域的应用可能性，并结合理论计算分析，指出SAM与基体的结合强度、SAM的电化学稳定性以及服役过程中的结构维护是未来相关研究需关注的要点。

　电池中的自组装单分子层的作用示意图

　　该展望论文以“Self-assembled Monolayers for Batteries”为题，发表于Journal of the American Chemical Society (DOI: 10.1021/jacs.1c04416)。论文的第一作者为易若玮博士后，共同通讯作者为沈炎宾项目研究员和陈立桅研究员，共同作者为硕士生毛亚云。
　　该团队长期致力于高性能锂电储能材料与器件的工程化应用，目前已在Nature Communications, Accounts of Chemical Research, JACS, Nano Letters, Advanced Materials等期刊上发表论文140余篇，相关研究工作得到了国内外合作者的大力支持，受到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中科院先导专项和科研装备研制项目，以及苏州纳米所的经费资助与研发条件支持。


　    文章来源：苏州纳米所
       沈炎宾 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员，2006年从哈尔滨工业大学电化学专业本科毕业后，加入深圳比克电池有限公司研发部，从事高能量密度高安全性18650电池的研发。2010年赴丹麦奥胡斯大学化学系/iNANO深造，主要研究方向是锂/钠电池电极材料的制备和工作机理探索，2014年获得纳米科学专业博士学位。2015年-2016年，中科合成油技术有限公司表面科学研究中心博士后。2017年1月-至今，中科院苏州纳米所国际实验室副研究员，主要研究方向为固态电解质，锂电池负极材料，电池界面表征。主持国家自然科学基金青年基金一项，负责企业横向项目多项，致力于分析解决电池实际生产和使用过程中遇到的问题。至今已申请国家发明专利20多件，在Joule, ACS Central Science, Chem. Mater., Energy Storage Materials, Nano Research, Chem. Commun., J. Mater. Chem. A.等国际高质量期刊发表多篇锂电池相关工作结果。