近日，华北电力大学环境科学与工程学院陈哲教授、史永正副教授团队在国际化学领域顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》在线发表题为“Decoupling Surface Rigidity from Bulk Compliance in Elastomeric Electrolytes via Surface-Architected MXene Interphase Engineering”的研究论文。论文第一作者为我校硕士生耿志松，陈哲教授与史永正副教授为共同通讯作者。

图1 氢化丁腈橡胶表面取向MXene网络的构筑示意图

弹性体电解质凭借其柔韧性和形变适应能力，能够维持电极与电解质之间的紧密接触，但其较低的表面刚度往往不足以抑制局部锂沉积突起的生长。若通过提高整体模量增强机械防护，又可能牺牲材料的柔顺性，并增加界面接触失效的风险。如何在同一种电解质中兼顾“表面机械防护”与“体相动态适应”，是弹性体电解质面向锂金属电池应用亟待解决的关键问题。面对这一挑战，研究团队提出表面结构化MXene界面工程策略，在硫化氢化丁腈橡胶表面构筑连续、取向的MXene富集层，使高模量表面防护与柔顺弹性体相在空间上分工协同。所得电解质的MXene富集表面模量达到约1.5 GPa，整体断裂应变仍达704%，并可在10%压缩应变下经受10000次压缩循环。在电化学性能方面，采用取向MXene/丁腈橡胶电解质的锂对称电池可在0.1 mA cm−2、0.1 mAh cm−2条件下稳定循环超过7000 h；在单圈沉积容量提高至0.5 mAh cm−2后，仍可稳定运行超过6000 h。进一步组装的磷酸铁锂||锂全电池在0.5 C下循环650次后容量保持率达到94.7%，并兼容面容量超过1.81 mAh cm−2的高载量磷酸铁锂正极和4.3 V高电压镍钴锰622正极。

图2 全电池的电化学性能

陈哲教授与史永正副教授团队长期围绕弹性体电解质、先进功能材料和锂金属电池界面调控开展研究。近年来，团队以华北电力大学为第一或通讯单位，在《Nature Communications》《Advanced Functional Materials》《Advanced Science》《ACS Catalysis》《Small》等国际高水平期刊发表了系列研究成果。

初审：史永正

复审：陈哲、武昌杰

终审：蒲沿洲

责任编辑：朱慧花