隨著碳中和目標的快速推進和新能源產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，我國的能源結(jié)構正面臨著重大變革，儲能系統(tǒng)作為能量存儲和轉(zhuǎn)化的重要載體，成為支撐能源革命的關鍵一環(huán)。鋰離子電池作為當前技術最成熟、使用最廣泛的儲能系統(tǒng)之一，在能量密度、功率密度、成本等方面存在固有短板，難以應對能源結(jié)構變革的新挑戰(zhàn)。聚合物具有比容量高、倍率性能好、結(jié)構可設計、資源豐富及力學柔性等特點，被認為是一種非常有前景的儲能材料，近年來不斷被研究者運用到鋰離子電池領域。然而，聚合物在結(jié)構穩(wěn)定性、電導率和在電解液中的溶解性等方面還存在缺憾，是未來研究亟待解決的問題。因此，回顧和展望鋰離子電池聚合物電極材料的優(yōu)缺點、研究進展和發(fā)展趨勢，從而分析關鍵的科學問題和可能的解決方案，對加速鋰離子電池的發(fā)展具有重要意義。

近日，西安交通大學化學學院杜顯鋒教授、熊禮龍副教授和機械工程學院孫孝飛副教授合作在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上發(fā)表題為《鋰離子電池聚合物電極材料》（Polymer Electrode Materials for Lithium-Ion Batteries）的綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了聚合物活性材料在鋰離子電池領域的最新研究進展，從固有的結(jié)構差異角度分析了其氧化還原機理、電化學性能和合成方法。針對聚合物材料在實際應用中存在的不足，按照“分子-形態(tài)-復合”的分層方法整合了性能改進策略，包括分子結(jié)構修飾、微觀形態(tài)控制以及材料復合等。分子結(jié)構工程通過對聚合物骨架、官能團、聚合度、摻雜離子等設計來提高聚合物的理論容量，改善電子/離子傳輸和結(jié)構穩(wěn)定性；微觀結(jié)構工程通過構建高比表面積、多孔及網(wǎng)絡結(jié)構等以改善離子遷移和提高活性材料利用率；復合工程通過引入導電性良好的復合材料進一步優(yōu)化聚合物活性材料的電化學性能。最后，研討了現(xiàn)階段聚合物材料所面臨的挑戰(zhàn)，并對其未來發(fā)展趨勢和前景進行了展望。該綜述對解決目前阻礙鋰離子電池聚合物電極材料發(fā)展的問題具有重要的指導意義，對其他電池開發(fā)聚合物電極材料亦具有一定的借鑒價值。

西安交通大學為本文唯一單位，西安交通大學化學學院碩士生杜婉蓉為第一作者，西安交通大學化學學院杜顯鋒教授、熊禮龍副教授、機械工程學院孫孝飛副教授為共同通訊作者。

杜顯鋒教授團隊長期致力于儲能納米材料在電解電容器、鋰（鈉、鋁）離子電池、超級電容器和和智能傳感器設備中的應用研究，目前已在《先進功能材料》《電源雜志》等國際著名期刊上發(fā)表系列高水平科研成果。此綜述是繼多項成果后在鋰離子電池領域取得的又一重要進展。該工作得到了國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、陜西省重點研發(fā)計劃等項目的支持。（來源：西安交大）