基于锂掺杂分子筛改性隔膜的高性能锂硫电池

摘要：

锂硫电池在下一代高能量密度可充电电池中极具吸引力,但多硫化物严重的穿梭效应阻碍了它的实际应用.本工作利用离子交换法成功地制备了一种锂掺杂分子筛(Li@CHA),并将其与氧化石墨烯(GO)结合用于修饰常规聚丙烯隔膜,以缓解锂硫电池的穿梭效应问题.借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、氮气吸-脱附法以及电化学测试,深入研究了Li@CHA的形貌、结构及用于锂硫电池的电化学性能.研究显示,Li@CHA可在隔膜表面充当"离子筛",有效抑制多硫化物阴离子的自由穿梭,并提高锂离子的传输性能.此外,GO也可以通过化学吸附进一步抑制穿梭效应,并改善修饰层的导电性,降低电池阻抗.因此,采用这种改性隔膜的锂硫电池表现出增强的反应动力学、出色的倍率性能和稳定的循环性能,在3C下获得了638 mAh/g的高倍率容量,在0.5 C下循环500圈后仍具有71.0％的高容量保持率.本工作为抑制多硫化物的穿梭效应提供了一条新的思路,有望进一步推动锂硫电池的实际应用.

关键词：分子筛、锂掺杂、隔膜、穿梭效应、锂硫电池

所属期刊栏目：11

分类号：O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)

在线出版日期：2022-11-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3447-3454