作為最豐富和可再生的生物聚合物，纖維素在醫療保健、包裝、電子和環境修復等一系列領域都有應用，有助于向可持續發展過渡。近日，中國科學院大學曹安民、Li Yutao、喬燕應用了一種綠色和可擴展的工藝，將纖維素轉化為電解質，其鋰（Li）離子電導率為1.09×10?3 S cm?1，轉移數為0.81，機械強度為12 MPa。
本文要點：
1) 該工藝利用纖維素中豐富的羥基，通過酯化反應被鄰苯二甲酸酐取代，形成鄰苯二甲酸纖維素（CP）。實驗和理論分析相結合表明，引入鄰苯二甲酸酯基團不僅對于確保與鋰離子的有效多氧相互作用以創建快速離子傳輸通道至關重要，而且有助于形成分子間氫鍵，從而獲得優異的機械性能。
2) CP生物聚合物薄膜甚至與大多數商業陰極材料兼容，固態Li/CP/LiFePO4電池在1000次循環中表現出比具有易燃有機液體電解質的基線鋰離子電池更好的性能和良好的穩定性。
Jinyang Li et.al Molecular engineering of renewable cellulose biopolymers for solid-state battery electrolytes Nature Sustainability 2024
DOI: 10.1038/s41893-024-01414-7
https://doi.org/10.1038/s41893-024-01414-7
