在分离器上引入了分层排序的多孔结构,作为高质量负载Li-S电池的高效聚硫化陷
Yuning Zhang1, Shengxuan Lin1, Jiajia Xiao1
1State Key of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 10, 2024
概括
使用碳光子晶体的新型复合材料分离器有效地抑制了大质量装载硫电池的穿效应和硫耗,从而提高了性能和寿命.
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) 电池面临着诸如穿效应和活性硫耗尽等挑战,阻碍了高质量载荷应用.
- 这些问题导致性能恶化,并限制了Li-S电池的实际使用.
研究的目的:
- 开发一种复合材料分离器,可以克服传统分离器在高质量装载Li-S电池中的局限性.
- 改善硫的利用,离子运输和电池的整体稳定性.
主要方法:
- 通过将具有层次秩序的多孔结构的碳光子晶体集成到商业分离器上来制造复合分离器.
- 分离器的多孔网络的特征及其对聚硫化物捕获和离子传输的影响.
主要成果:
- 复合材料分离器有效地捕获聚硫化物,并由于其分层孔结构,促进了快速的离子运输.
- 实现了高可逆容量 (1582 mA hg-1 在3 mg cm-2 和935 mA hg-1 在6.71 mg cm-2).
- 长期循环稳定性与低衰变率 (超过1500个循环的每循环0.033%) 被证明是优秀的.
结论:
- 设计的碳光学晶体复合材料分离器显著提高了Li-S电池的性能,特别是在高硫负载下.
- 该研究强调了碳架构在推动高质量装载Li-S电池商业化中的关键作用.
