在聚合物分离器上增强ALD核化,用于改进的Li-S电池
Giulio D'Acunto1, Sanzeeda Baig Shuchi1, Xueli Zheng2,3
1Department of Chemical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, United States.
ACS applied materials & interfaces
|January 15, 2025
概括
在分离器上沉积氧化的原子层通过吸附多硫化物来提高硫电池的性能,提高容量和稳定性. 这种方法解决了先进的储能系统面临的关键挑战.
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) 电池提供高能量密度,但面临诸如聚硫化物穿效应等挑战,影响性能.
- 聚硫化物穿效应导致Li-S电池的容量衰减和循环稳定性差.
- 分离器修改是减轻穿效应和改善Li-S电池运行的一个关键策略.
研究的目的:
- 调查氧化 (Al2O3) 原子层沉积 (ALD) 在Li-S电池的聚合物分离器上的有效性.
- 为了增强聚硫化物吸附并抑制穿效应,使用ALD修改的分离器.
- 评估ALD Al2O3涂层对Li-S电池的电化学性能和稳定性的影响.
主要方法:
- 商用聚烯/聚乙烯/聚烯 (PP/PE/PP) 分离器使用ALD.用Al2O3进行涂层.
- 使用紫外线臭氧处理来改善ALD核和涂层均性.
- 用X射线光电子光谱 (XPS) 来进行表面表征.
- 电化学测试,包括循环性能和超电位测量,对具有修改分离器的Li-S电池进行了测试.
主要成果:
- ALD Al2O3涂层成功地应用于分离器表面,而不改变其形态.
- 修改后的分离器显示与聚硫化物增强化学相互作用,促进吸附.
- 使用ALD增强分离器的Li-S电池达到约1150mAh/g的特定容量.
- 观察到涂层过电能的减少,表明改善了接口动力学.
结论:
- 分离器上的Al2O3的ALD是一种有效的策略,可以抑制Li-S电池中的穿效应.
- 通过ALD修饰的分离器增强的聚硫化吸附显著提高了特定容量和循环稳定性.
- 这种方法为开发各种应用的高性能Li-S电池提供了一个有希望的途径.
