锂离子电池中的隔膜有哪些？华南师大李爱菊教授团队发布新型锂硫电池隔膜
锂离子电池中的隔膜有哪些？华南师大李爱菊教授团队发布新型锂硫电池隔膜图5、a) 原位拉曼分析装置示意图。b) 恒电流放电时的电压-时间曲线。c) 对应于电压的CeO2 /KB/PP 的拉曼光谱。d) 纽扣电池点亮LED灯的照片。e) CeO2/KB纳米结构的催化机理示意图。f) 与各种改性锂硫电池隔膜材料的循环性能比较。图4、a) 0.1C电流速率下的GCD曲线。b) 0.5C下的长期循环性能。c) 0.1到3C不同电流速率下的速率性能。d) 不同电流速率下的GCD曲线。e) 1C下的长期循环性能。f) 0.2C高硫负载下的循环性能。g) CeO2/KB/PP在2C下的长期循环性能。图1、CeO2/KB 纳米结构的制备过程示意图。图2、CeO2/KB和La2O3/KB的表征图3、a) 对称单元中的CV曲线。b) 第一个循环CV曲线。c) EIS光谱。d-f) CeO2/KB/PP、La2O3/KB/PP和KB/PP在不同扫描速率下的CV曲线。g-i) Ce
成果简介
虽然高能量密度锂硫电池被认为是最有前途的下一代储能技术之一，但其实际应用一直受到反应动力学缓慢和锂多硫化物中间体穿梭效应的困扰。为了解决上述问题，本文，华南师范大学化学学院李爱菊教授团队在《Small》期刊发表名为“Regulated Li2S Deposition toward Rapid Kinetics Li-S Batteries by a Separator Modified by CeO2-Decorated Porous Carbon Nanostructure”的论文，研究提出一种由CeO2修饰的多孔碳纳米结构（CeO2 /KB/PP）改性的新型隔膜。得益于强极性表面和大比表面积，（CeO2掺杂的科琴黑）对多硫化锂提供了有效的化学吸附。
此外，CeO2的富氧空位提供丰富的活性位点以加速多硫化锂的转化并调节Li2S的沉积和成核。利用这些优点，具有CeO2/KB/PP 隔膜的电池表现出卓越的电化学性能，包括在2C下1000次循环中，每循环的低容量衰减仅为0.06%，在3C下的高倍率容量为627mAh g-1。即使在6.6 mg cm-2的高硫负载下，电池在100次循环后仍能达到3.6mAh cm-2的高面积容量。这项工作为稀土材料在锂硫电池中的应用提供了新的途径。
图文导读
图1、CeO2/KB 纳米结构的制备过程示意图。
图2、CeO2/KB和La2O3/KB的表征
图3、a) 对称单元中的CV曲线。b) 第一个循环CV曲线。c) EIS光谱。d-f) CeO2/KB/PP、La2O3/KB/PP和KB/PP在不同扫描速率下的CV曲线。g-i) CeO 2 /KB/PP、La2O3 /KB/PP和KB/PP的峰值电流值与 v0.5的关系。
图4、a) 0.1C电流速率下的GCD曲线。b) 0.5C下的长期循环性能。c) 0.1到3C不同电流速率下的速率性能。d) 不同电流速率下的GCD曲线。e) 1C下的长期循环性能。f) 0.2C高硫负载下的循环性能。g) CeO2/KB/PP在2C下的长期循环性能。
图5、a) 原位拉曼分析装置示意图。b) 恒电流放电时的电压-时间曲线。c) 对应于电压的CeO2 /KB/PP 的拉曼光谱。d) 纽扣电池点亮LED灯的照片。e) CeO2/KB纳米结构的催化机理示意图。f) 与各种改性锂硫电池隔膜材料的循环性能比较。
小结
总之，通过简单的水热法制备了CeO 2修饰的纳米多孔碳作为锂硫电池隔膜的涂层材料。这项工作验证了稀土氧化物在高性能锂硫电池中的良好应用潜力，这也有助于设计其他基于稀土材料的渐进式储能系统。
文献：
https://doi.org/10.1002/smtd.202200332
