课题组在Journal of Energy Storage发表了题为《High-safety clay mineral separator based on multiple hydrogen bonds for lithium ion batteries》的研究论文，青年教师刘芳芳为第一作者，中国矿业大学为第一单位，牛继南、冯培忠和陈凯老师为共同通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.est.2025.115683

隔膜作为锂离子电池（LIB）的重要组成部分之一，在隔离正负极、提供锂离子（Li+）传输通道方面发挥着至关重要的作用，这两者对于电池的性能和安全性都至关重要。本工作以聚偏二氟乙烯（PVDF）为有机基材，采用静电纺丝制备了粘土矿物基隔膜。在静电纺丝纤维中，沿轴向排列的坡缕石（Pal）起到机械增强作用，纤维上装饰的蒙脱石（MMT）颗粒通过其自身良好的层间阳离子交换能力促进了 Li+ 的快速转移。此外，这两种矿物都是无机填料，可以有效抑制 PVDF 基隔膜的热收缩。同时，粘土矿物和 PVDF 之间的多重氢键显著增强了粘土矿物基隔膜的性能，包括高电解液吸液率和 4.5 V 的宽电化学稳定性窗口。此外，当隔膜应用于 LiFePO₄半电池时，实现了 164.4 mAh·g−1（0.2 C）的比容量和优异的循环稳定性，在 0.5 C 下循环 150 次后容量保持率为 99.2 %。这些优异的性能证明了将粘土矿物应用于高性能、高安全性和低成本锂离子分离机的巨大潜力。

研究亮点：

通过静电纺丝合成了粘土矿物基隔膜。

隔膜表现出优异的热稳定性，以确保电池的热安全性。

低成本粘土矿物大大降低了锂离子电池隔膜的成本。