商用聚合物隔膜在锂离子电池（LIBs）中通常存在孔隙率有限、电解液润湿性低、热稳定性和机械稳定性差等问题，这会降低电池的性能，特别是在高电流密度下。

基于此，复旦大学杨东教授报道了通过中空介孔SiO₂（HMS）粒子在正极表面的组装，设计了一种用于高性能LIBs的层状多孔超轻质SiO₂膜。

文章要点

1）研究发现，单个HMS颗粒丰富的中孔和较大的空腔为离子传输提供了低曲折的通道，同时也作为电解液储存库进一步促进了电化学动力学。此外，得益于其无机和分级多孔的性质，这种HMS隔膜表现出比商业聚丙烯(PP)隔膜更好的电解质亲和力、热稳定性和机械强度。

2）作为示范，基于涂有HMS隔膜的LiFePO₄正极的LIBs表现出优异的倍率性能和循环稳定性，表现出优于基于PP和Al₂O₃改性PP隔膜以及由固体SiO₂颗粒制成的隔膜的LIBs。

考虑到可以广泛调节HMS颗粒的大小和孔隙率，这种组装的HMS隔膜有望应用于其他类型的电池，如钠离子电池和锂-硫电池。

参考文献

Jing Wang, et al, Hierarchically Porous Silica Membrane as Separator for High-Performance Lithium-Ion Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202107957

https://doi.org/10.1002/adma.202107957