​离子选择性隔膜！四川大学王宇/傅雪薇，EnSM！

离子选择性渗透膜对下一代电池的开发具有重要意义。

四川大学王宇、傅雪薇等通过利用具有纳米级多孔结构的商用电池隔膜的强毛细管效应，报告了一种超高效且工业友好的反重力二维微流体（2D-MF）纳米相分离策略，用于制备具有选择性渗透锂离子的超薄隔膜涂层。这种2D-MF可以有效地抑制二维微流体的瑞利-泰勒不稳定性，并形成厚度从纳米级到微米级的可控流体涂层，这一点得到了模拟和实验结果的证明。

此外，研究发现由压电聚偏二氟乙烯（PVDF）和锂盐组成的2D-MF的独特蒸发诱导非均相贫结晶行为是实现所需介孔功能涂层的关键。所得的选择性渗透介孔涂层聚乙烯隔膜（SPMC@PE）是锂金属电池的有前景的解决方案，与基准相比，其锂离子渗透选择性提高了72%，并产生富LiF的稳定固体电解质界面（SEI）层。因此，即使在苛刻的测试条件下（1 mA cm-2和1 mAh cm-2），锂金属阳极也能稳定循环500次。

图1 制备选择性可渗透表面涂层的反重力二维微流体（2D-MF）图示

图2 2D-MF掺入盐调节纳米相分离制备选择性渗透介孔涂层

图3 SPMC@PE通过2D-MF技术调节离子沉积和稳定锂阳极

Selectively permeable mesoporous separator coating by anti-gravity 2D-microfluidic for lithium metal batteries. Energy Storage Materials 2025. DOI: 10.1016/j.ensm.2025.104005