嚴重的多硫化物溶解和穿梭是困擾鋰硫(Li-S)電池長循環壽命和容量保持的主要挑戰。為了應對這些挑戰,挪威科技大學Deng Liyuan、Rameez Razaq設計并改進了具有雙功能雙金屬有機框架(MOF)的高效分離器。
本文要點:
1) 通過引入摻雜劑金屬位點(Fe),作者在35°C的水中合成具有納米結構孔的花形雙金屬MOFs(即Fe-ZIF-8),然后將其涂覆在聚丙烯(PP)隔膜上以提供選擇性通道,從而有效抑制多硫化鋰的遷移,同時允許鋰離子的均勻傳輸。Fe-ZIF-8的活性位點能夠實現電催化轉化,促進多硫化鋰的轉化。
2) 此外,由于孔徑均勻,因此所開發的隔膜可以防止枝晶的形成。使用帶有S負載碳陰極的Fe-ZIF-8/PP隔板紐扣電池具有1000次循環的高循環壽命,在0.5℃下的高初始放電容量為863 mAh g?1,在3 C時的放電容量為746 mAh g–1。
Rameez Razaq et.al Synergistic Effect of Bimetallic MOF Modified Separator for Long Cycle Life Lithium-Sulfur Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302897
https://doi.org/10.1002/aenm.202302897