固态电池被认为是未来最有前途的下一代电池技术。然而，固态电解质有限的离子电导率和安全性能，仍是高性能固态电池发展的瓶颈。黏土矿物因其低成本、环境友好以及独特的结构特性，成为固态电解质中一种具有巨大潜力的材料。为了提高固态电解质的综合性能，研究者们正在积极探索通过利用黏土矿物独特的纳米结构和离子交换能力，设计高效的离子传输通道，以优化电解质的离子迁移性能、电化学稳定性和安全性能。

据此，我校数理学院博士研究生韩章阔在刘昊教授和廖立兵教授的指导下，系统综述了黏土矿物在金属电池固态电解质中的应用，并深入探讨了影响基于黏土矿物的固态电解质性能的主要因素：

1、总结了黏土矿物在固态电解质中的应用优势，分析了黏土矿物的离子交换能力、阻燃性等如何改善固态电解质的离子导电性、安全性和稳定性。通过探索不同种类的黏土矿物（如埃洛石、蒙脱石、蛭石等），阐明了它们在不同电池体系（如锂、钠、锌电池）中的表现，并总结了黏土矿物的结构、表面改性对电解质性能的影响。

2、详细分析了构建复合固态电解质的策略，包括黏土矿物与聚合物的复合、表面改性技术、以及与锂盐的相互作用等，探讨了不同方法（如溶液铸造、热压、原位聚合等）对离子导电性、机械性能和电化学稳定性的影响，评估了其可行性、成本效益和环境友好性。

3、展望了黏土矿物在未来金属电池电解质中的广泛应用前景，特别是在高能量密度、长循环寿命和安全性要求日益提高的背景下，黏土矿物作为固态电解质的研究将推动电池技术的进一步发展。

本综述旨在深入探讨黏土矿物在金属电池固态电解质中的研究进展，提供有关优化策略、发展现状和未来方向的全面分析，以期为该领域的进一步发展提供重要参考。

图1.黏土复合固态电解质中关键性能的影响因素

上述研究成果发表于材料领域国际权威期刊《Advanced Functional Materials》上：Zhangkuo Han, Shusen Zhou, Di Jiang, Jiahan Zheng, Huiying Hao, Jie Xing, Jingjing Dong, Hao Liu and Libing Liao. Clay-Enabled (quasi) Solid-State Electrolytes for Metal Batteries: Toward Safe, Sustainable, and High-Energy Storage, Advanced Functional Materials, 2025, DOI:10.1002/adfm.202523711.

全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202523711