近日，河南大学纳米科学与材料工程学院赵勇教授课题组和北京航空航天大学化学学院赵勇课题组开展合作，系统总结了静电纺丝构筑的多尺度纳米纤维在锂电池中的应用，相关成果以“Electrospun Multiscale Structured Nanofibers for Lithium-Based Batteries”为题，发表在Advanced Energy Materials期刊（Adv. Energy Mater. 2024, DOI: 10.1002/aenm.202403983）。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202403983

图1. 静电纺丝构筑的多尺度纳米纤维在锂电池中的应用

随着锂离子电池（LIBs）在便携式电子设备、电动汽车和可再生能源储存等领域的广泛应用，人们对锂电池的能量密度、循环寿命和安全性提出了更高要求。基于此，研究者们探索电纺技术构筑结构可控的纳米纤维材料，以增强锂电池性能。本论文中，作者系统总结了电纺技术构筑多尺度结构纳米纤维（MSNFs）的方法，及其在锂电池正极、负极、隔膜和电解质中的应用。作为电极材料，MSNFs因其独特的中空多孔结构和一维纤维形态，提供了更大的比表面积和更多的活性位点，有助于提升电极活性材料的利用率和加速离子传输，从而提高电池能量密度。同时，纳米纤维的高度互联以及自身的多级结构能够缓解电极材料的体积膨胀，提升电池循环寿命和安全性。作为电解质和隔膜材料，MSNFs在提高离子传输速率的同时，增加了热稳定性进而提升电池安全性。综上所述，MSNFs凭借其拓扑结构的独特性和化学结构的可调性，为发展高性能锂电池提供了解决思路。最后，我们展望了MSNFs在锂电池应用过程中所面临的挑战和未来发展方向。

河南大学纳米科学与材料工程学院硕士研究生孔德鸿为论文第一作者，河南大学赵勇教授和北京航空航天大学赵勇教授为论文共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅、河南大学和国家重点人才计划青年项目的支持。Advanced Energy Materials是材料领域的顶级期刊，2024年影响因子为24.4。