引文552篇！一文看尽用于稳定碱金属-硫/硒电池电极的多功能隔膜！

基于锂、钠和钾负极和硫基正极的碱金属电池因其高理论能量和潜在成本效益而被认为是下一代储能的关键。然而，金属-硫电池仍受到多种因素的挑战，包括多硫化物（PS）的溶解、正极处缓慢的氧化还原动力学及负极处的金属枝晶生长。功能性隔膜和中间层是弥补这些缺点的创新方法。

在此，美国德克萨斯大学奥斯汀分校David Mitlin, Hongchang Hao等人批判性地综述了用于正负极保护的隔膜/中间层的最新技术，涵盖了Li-S和新兴的Na-S和K-S电池系统。其中，提高电化学性能的方法可分为以下一种或多种：多硫化物的固定（正极）；催化硫氧化还原动力学（正极）；引入保护层作为人工SEI（负极）；电解液润湿和离子通量均质化的综合改进（正负极）。

虽然Li-S电池的进展相对成熟，但Na-S和K-S的研究较少。作者对基于金属-硒和金属-硒硫化物等新兴碱金属系统的功能性隔膜进行了补充讨论，然后重点总结了用于稳定金属-硫固态电池中的固态电解质（SSE）中间层和人工SEI/CEI层。此外，还讨论了功能性隔膜的实际考虑，包括放大生产问题和Li-S系统的技术经济学。

图1. 设计功能性隔膜/中间层提高正极性能的策略总结

最后，作者对功能性隔膜的未来研究进行了展望：

1）研究隔膜的力学性能。高刚度可防止多孔弹性隔膜在与电池循环相关的大体积变形期间发生形状变化；普遍认为更高强度的隔膜能提高电池的安全性能并抵抗枝晶的穿透，但没有限定屈服强度和极限抗拉强度；抗穿刺性是一个关键的机械属性，然而，尚不清楚抗穿刺性的适度增加是否会显著阻碍枝晶生长。

2）开发用于隔膜研究的原位和Operando光谱技术，包括振动光谱（IR和拉曼）、基于X射线的表征方法（XRD和XPS）和核磁共振（NMR）等，这对于理解和研究电池机制、动力学、插层、相变、界面反应和降解至关重要。

3）开发用于隔膜研究的先进成像技术，包括冷冻电镜和低温聚焦离子束，可用于分析功能性隔膜结构与电池性能的相互关系。

图2. 不同维度上不同现象的各种表征技术示意图