锂金属电池（LMBs）因具备很高的理论比能量，被认为是下一代高比能储能技术的重要候选者，但其实际应用仍受到多重关键问题的限制，包括锂枝晶生长、固体电解质界面（SEI）膜不稳定、锂负极在循环过程中的持续体积膨胀以及热安全性不足等。纤维素及其衍生物作为一种储量丰富、可再生、可生物降解且成本低廉的生物质聚合物，具有丰富的羟基官能团、良好的分子结构可设计性以及可调控的氢键/络合网络，因此在功能材料构筑方面展现出较强的可塑性。与此同时，通过分子修饰和结构调控，纤维素材料还可实现机械、热学和电学等性能的定制化调节。基于这些特征，纤维素及其衍生物在调控锂离子传输、稳定界面结构、抑制枝晶生长以及缓解负极体积变化等方面展现出独特优势，为解决LMBs的关键瓶颈、提升电池安全性，并推动其向可持续、绿色方向发展提供了新的材料基础。

近日，我校特色资源化工与材料教育部重点实验室姜舸媛博士、赵大伟教授与东北林业大学于海鹏教授在“Advanced Materials”期刊发表了题为“Cellulosic Composites in Lithium Metal Batteries”的受邀工作。该文围绕纤维素在锂金属电池（LMBs）中的应用，系统总结了纤维素分子结构设计、超分子网络构建及纤维素凝胶材料在提升电池电化学性能与安全性能方面的多重作用机制，并深入探讨了其在实现高性能、安全性与可持续性统一设计中的潜力。文章首先从纤维素的分子结构出发，分析了其极性官能团以及刚柔并济的集成结构如何促进锂离子的均匀传输与沉积，并有效抑制枝晶成核与生长，阐明了纤维素材料提升锂金属电池性能的关键内在机制。在此基础上，文章进一步归纳了纤维素在电解质、隔膜、三维负极骨架、人工界面层以及界面调控等方面的研究进展，展示了其在电池关键组分中的多功能应用价值。此外，该工作还从精准分子修饰、仿生有序离子传输以及可规模化绿色制造等角度，提出了面向高性能、安全性、生物基锂金属电池的未来设计策略，为相关材料的开发与应用提供了重要参考。

图. 纤维素分子结构设计提升LMBs电化学性能

2026年7月28日，相关研究成果以“Cellulosic Composites in Lithium Metal Batteries”为题发表于《Advanced Materials》，第一作者为产研院博士研究生关俊，沈阳化工大学为论文第一通讯单位。