生物聚合物分离器从聚多巴胺功能化的细菌纤维素用于硫电池
Rishav Baranwal1, Xueyan Lin1, Wenyue Li2
1School for Engineering of Matter, Transport & Energy, Arizona State University, Tempe, AZ 85281, USA.
Journal of colloid and interface science
|November 27, 2023
概括
这项研究引入了一种新的聚多巴胺涂层细菌纤维素分离器,以克服关键的硫 (Li-S) 电池挑战. 新的分离器有效地捕获聚硫化物并控制离子流量,提高电池性能和寿命.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫 (Li-S) 电池面临着重大障碍,包括聚硫化物穿和树形成.
- 这些问题阻碍了Li-S电池技术的实际应用和长期稳定性.
研究的目的:
- 为Li-S电池开发一种先进的分离器,可以减轻聚硫化物穿和控制离子流量.
- 通过分离器工程来提高Li-S电池的电化学性能和循环寿命.
主要方法:
- 一种聚多巴胺涂层细菌纤维素 (PDA@BC) 分离器的合成.
- 利用纳米纤维素的物理捕获和聚硫化物对聚多巴胺的化学结合.
- 研究+离子流量控制和电化学性能评估.
主要成果:
- 与商业分离器相比,PDA@BC分离器表现出优越的性能.
- 实现了高的特异性放电容量 (在0.1C时为1449 mAh/g,在1C时为877 mAh/g) 和卓越的循环稳定性 (在1C时每周期超过650个循环,容量衰减为0.03%).
- 一个实用的Li-S电池具有高硫负载 (7.5 mg cm−2) 在1C的500个周期中保持了~6 mAh cm−2.
结论:
- 该PDA@BC分离器有效地解决了Li-S电池中的聚硫化物穿和Li+流量问题.
- 开发的分离器显示了下一代高能量密度电池的显著实用性和潜力.
