制备GO/二氧化/多烯二功能分离器及其在Li-S电池中的应用
Jing Yang1, Wenjie Xiao1, Xiaoyu Wu1
1School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|February 24, 2024
概括
硫 (Li-S) 电池的新功能分离器GO/DE/PAN有效抑制了聚硫化物穿,并提高了热稳定性. 这提高了电池的性能,显示了先进的储能应用的巨大潜力.
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) 电池具有较高的理论容量和能量密度,但存在诸如聚硫化物转运和不稳定性等挑战.
- 关键问题包括硫的绝缘性,体积变化和树的生长,阻碍了实际应用.
- 开发先进的分离器对于克服这些局限性和提高Li-S电池性能至关重要.
研究的目的:
- 开发一种用于Li-S电池的新型功能分离器,使用氧化石墨烯,二氧化和聚烯 (GO/DE/PAN) 的复合物.
- 通过减轻聚硫化物穿和改善电解质湿,提高Li-S电池的电化学性能和热稳定性.
- 调查GO/DE/PAN分离器在实际Li-S电池应用中的潜力.
主要方法:
- 通过将二氧化石加载在石墨烯氧化物上并将其与PAN纤维膜相结合,制造一个多孔,耐高温的功能分离器 (GO/DE/PAN).
- 包含GO/DE/PAN分离器的Li-S电池的电化学测试,包括放电容量,循环稳定性和库伦比效率的测量.
- 分析分离器的结构和性能,以了解其抑制聚硫化物穿和提高电池性能的机制.
主要成果:
- GO/DE/PAN 分离器有效地抑制了聚硫化物 (LPS) 穿,并改善了电解质浸湿和热稳定性.
- 使用GO/DE/PAN分离器的Li-S电池在0.2°C时实现了964.7mAhg-1的初始放电容量.
- 经过100个循环后,可逆容量683 mAh g-1与98.8%的库伦比效率得到维持,显示出出色的循环稳定性.
- 藻石和石墨烯氧化物的复合结构为LPS穿提供了物理和化学抵抗力.
结论:
- 开发的GO/DE/PAN功能分离器显著提高了Li-S电池的电化学性能.
- 独特的多孔结构和GO/DE/PAN的多层复合性质有效地抑制了聚硫化物穿效应.
- GO/DE/PAN显示出作为高级Li-S电池应用的高性能分离器的巨大潜力.
