鋰硫電池(LSB)具有超高的理論能量密度,但其較差的循環(huán)穩(wěn)定性和安全問題極大地限制了實際應用的進展。
圖1. Al@PP的設計原理和特性
香港理工大學鄭子劍、Qiyao Huang等報告了一種基于Al(OH)3的低成本、簡單的商用隔膜改性方法,它可使電池具有出色的阻燃性和穩(wěn)定的循環(huán)性能。具體而言,這種改性是通過在隔膜的陰極側(cè)簡單地涂覆一層超薄復合層來實現(xiàn)的,該復合層主要由Al(OH)3納米顆粒和導電碳組成。Al(OH)3對路易斯基多硫化物具有很強的化學吸收能力,并通過高熱下的自分解機制實現(xiàn)出色的阻燃性能,而導電碳材料則起到頂部集流體的作用,防止多硫化物失活。
圖2.?Al(OH)3與多硫化物的路易斯酸/堿相互作用
結果,采用Al(OH)3改性隔膜的鋰硫電池在2 C條件下循環(huán)1000次中,每次循環(huán)的平均容量衰減極低(0.029%,1 C = 1600 mA g-1)。此外,具出高能量密度(426 Wh kg-1)的軟包電池也能穩(wěn)定地循環(huán)100次以上,且容量保持率較高(0.1 C,70.2%)??傮w而言,這種Al(OH)3改性策略的有效性和易用性將加快鋰硫電池的實際應用進度。
圖3.?扣式和軟包電池性能
A Low-Cost Al(OH)3-Modified Fire-Retardant and Shuttle-Limiting Separator for Safe and Stable Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303063
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