鋁-硫（Al?S）電池由于其高理論能量密度、固有安全性和低成本而引起了廣泛的興趣。然而，嚴(yán)重的極化和較差的循環(huán)性能嚴(yán)重限制了Al?S電池的發(fā)展。
在此，烏爾姆亥姆霍茲研究所 Stefano Passerini，Xu Liu提出了用鈷錨定的三維（3D）氮摻雜碳質(zhì)網(wǎng)絡(luò)（Co@CMel-ZIF）作為隔膜改性層來緩解這些問題，該網(wǎng)絡(luò)是通過 ZIF-7、三聚氰胺和 CoCl2 的混合物碳化制備的。
文章要點
1）它呈現(xiàn)出具有中等表面積和高平均孔徑的3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，被證明可以有效吸附多硫化鋁并阻礙多硫化物在隔膜上的遷移，從而增強Al?S電池的循環(huán)穩(wěn)定性。同時，Co@CMel-ZIF具有豐富的催化吡啶-N和Co?Nx活性位點，可有效消除硫化物轉(zhuǎn)化的障礙，從而促進極化降低。
2）結(jié)果表明，以Co@CMEL-ZIF為隔膜的Al?S電池在20 °C的電流密度為50 mA g?1時，極化電壓為0.47 V，150次循環(huán)后的放電比容量為503 mAh g?1。而采用裸隔膜的電池在相同條件下循環(huán)70次后，極化強度為1.01V，放電容量為300 mAh g?1。
這項工作表明，改進隔膜是改善Al?S電池高極化和循環(huán)性能差的一種有前途的策略。
參考文獻
Cheng Xu, et al, Three-Dimensional Nitrogen-Doped Carbonaceous Networks Anchored with Cobalt as Separator Modification Layers for Low-Polarization and Long-Lifespan Aluminum?Sulfur Batteries, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c08476
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08476
