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目前鋰電池領(lǐng)域的研究重點提高能量密度，然而安全性、穩(wěn)定性和循環(huán)壽命等不應(yīng)被忽視，這些問題通常源于界面不穩(wěn)定性。

最近的研究已經(jīng)證明了自組裝單分子層 (SAMs) 在解決電池領(lǐng)域的緊迫問題（例如鋰的化學(xué)穩(wěn)定性）方面的能力，但還需要更多的研究來充分探索這種技術(shù)對儲能的潛力和影響。

在此，中科院蘇州納米所陳立桅研究員、沈炎賓副研究員等人首次綜述了當(dāng)前鋰電池中SAM的文獻進展。目前已發(fā)表的工作主要集中在兩個方面，即基于插層的先進鋰離子電池材料的穩(wěn)定化和鋰負(fù)極的鈍化和受控沉積。

在這些情況下，SAMs 的誘人優(yōu)點，如單層均勻性、分子水平厚度和易于制備，使SAM電池具有非常有前途的特性。

圖1. SAMs的圖示以及合成過程示意圖

其次，作者指出SAM的多功能結(jié)構(gòu)和特性有助于克服一系列令人眼花繚亂的技術(shù)瓶頸，從離子或電子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建到轉(zhuǎn)化反應(yīng)的動力學(xué)控制。

SAMs在鋰電池中的未來應(yīng)用肯定會超出想象，但SAMs在電池中的應(yīng)用仍處于起步階段，作者還簡要討論了SAM與底物的結(jié)合、分子軌道和電化學(xué)穩(wěn)定性，以及制造和維護，這將有利于未來電池的發(fā)展。

圖2. SAMs研究中常用的表征技術(shù)

Self-Assembled Monolayers for Batteries, Journal of the American Chemical Society 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c04416

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納米所陳立桅/沈炎賓JACS: 用于電池的自組裝單層膜綜述