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Improving Li–S Batteries by a Separator Decorated with Ternary Metal Organic Frameworks from Spent Li-Ion Batteries

分离器(采油) 三元运算 材料科学 金属有机骨架 离子 金属 化学工程 无机化学 纳米技术 化学 冶金 有机化学 计算机科学 工程类 吸附 物理 热力学 程序设计语言
作者
Ke Wang,Shaobo Cai,Runlin Ma,Jingge Shi,M.C. Wu,Menggai Jiao,Yongzheng Fang,Yiyang Liu,Zhen Zhou
出处
期刊:Energy & Fuels [American Chemical Society]
卷期号:38 (13): 12162-12171 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acs.energyfuels.4c01515
摘要

With the increasing application of electric vehicles, the surging of lithium-ion batteries (LIBs) may foreshadow potential environmental disruptions stemming from mishandling spent LIBs and greenhouse gas emissions from recycling. Urgent advancements are needed in the current recycling technologies for dead LIBs. Herein, we propose a solution to address the challenge of industrial LIB waste recycling by repurposing it into environmentally friendly functional materials. Specifically, unitary and ternary transition metal organic frameworks (TT-MOFs) were successfully synthesized for use in the separator for high-performance lithium-sulfur (Li-S) batteries. The unique ternary MOFs demonstrate the capability to mitigate the shuttle effect and enhance the adsorption and conversion of lithium polysulfides during cycling. Notably, we achieved an initial discharge capacity of 1008.7 mA h g–1 at 0.5 C, with a decay rate of only 0.054% after 500 cycles. This research reuses waste solutions from the wet metallurgy process of LIB recycling and unveils a promising approach for the development of sustainable energy-storage materials in the future.
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