聚合物接口依赖的形态过渡到二维多孔无机纳米币作为稳定的硫电池的超薄多功能层
Seongseop Kim1, Won-Gwang Lim1, Hyeonae Im2
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), 291 Daehak-ro, Daejeon 34141, Republic of Korea.
Journal of the American Chemical Society
|September 1, 2021
概括
研究人员开发了一种创新的方法来创建具有可控形状和大小的二维多孔无机纳米币 (NC). 这些纳米币通过充当离子,提高硫利用率和循环稳定性来提高硫电池的性能.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 电化学
背景情况:
- 由于其二维 (2D) 孔隙无机纳米材料的尺寸特征和高孔隙性,它们具有独特的特性.
- 循环2D纳米材料的控制合成仍然是材料科学中的一个重大挑战.
- 开发用于储能的先进材料,如硫电池,对于技术进步至关重要.
研究的目的:
- 设计一种简单的方法来产生具有可控形态的二维多孔无机纳米币 (NC).
- 研究这些新型纳米币在硫电池的功能分离器制造中的应用.
- 通过改善聚硫化物管理来提高硫电池的性能.
主要方法:
- 在聚合物-聚合物接口上集成块共聚合物 (BCP) 自组装与微域定向控制.
- 使用BCP和同甲酸 (hPMMA) 的多组分混合物进行受控的相分离.
- 采用板状结构的拆卸,然后进行化以产生二维无机NC.
主要成果:
- 通过微孔成功制造了超薄的2D无机纳米币,其厚度,大小和组成可控制.
- 证明了2D多孔和酸性酸盐NCs (AS-NCs) 的合成.
- 使用AS-NCs制造了一种超薄,轻量级的硫电池功能分离器,有效地阻断了聚硫化物.
结论:
- 开发的方法可以精确控制2D多孔无机纳米币的合成.
- 基于AS-NC的分离器通过作为离子和化学捕获聚硫化物显著提高硫电池的性能.
- 这一进步为提高下一代电池的效率和稳定性提供了一个有前途的策略.


