Silica-templated hierarchically porous carbon modified separators for lithium–sulfur batteries with superior cycling stabilities

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作者
Changhoon Choi,Dong-Hyun Kim
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:448: 227462-227462 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2019.227462
摘要

Lithium–sulfur batteries (LSBs) have attracted considerable attention for use in next-generation rechargeable storage devices owing to their high theoretical capacities (1675 mA h g −1 ) and natural abundance of sulfur. However, the commercialization of LSBs is hindered by the polysulfide shuttle effect and unstable cycling performances of the conventional cell configurations. As the separator is a crucial component of the cell assembly, separator modification is considered an effective approach to the fabrication of a high-performance LSB without the use of a sophisticated cathode. In this study, hierarchically porous carbons are used for the fabrication of multi-functional glass fiber (GF) separators as upper current collectors and polysulfide trapping materials. An optimized porous carbon (denoted as MC-SM) is fabricated by tuning the porosity properties such as the Brunauer–Emmett–Teller surface area and pore distribution. The MC-SM-coated GF separator provides excellent discharge capacity of 1019 mA h g −1 and Columbic efficiency (~100%) at a current density of 0.2 C after 150 cycles. Even at high current rates, the cell with the fabricated porous carbon can deliver considerable reversible capacities of 700 mA h g −1 at 1 C and 591 mA h g −1 at 2 C after 500 cycles. • Hierarchically porous-carbon-modified glass fiber separators are fabricated. • The textural property of porous carbon is regulated by using different sized SiO 2 . • The efficient polysulfide trapping and high capacity are achieved for Li–S batteries. • Superior cycle stability is achieved by design of more hierarchal pore distribution.
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