Laser irradiation constructing all-in-one defective graphene-polyimide separator for effective restraint of lithium dendrites and shuttle effect

聚酰亚胺 材料科学 阳极 石墨烯 分离器(采油) 阴极 辐照 纳米纤维 化学工程 电解质 纳米技术 多硫化物 光电子学 图层(电子) 电极 化学 物理 物理化学 核物理学 工程类 热力学
作者
Jiawei Mu,Mengdi Zhang,Yanan Li,Dong Zhiliang,Yuanyuan Pan,Bei Chen,Zhengqiu He,Haiqiu Fang,Shuoshuo Kong,Xin Gu,Han Hu,Mingbo Wu
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:16 (10): 12304-12314 被引量:9
标识
DOI:10.1007/s12274-023-5947-9
摘要

The commercializaton of lithium-sulfur (Li-S) batteries faces several bottlenecks, and the major two of which are the shuttle effect of polysulfides and the wild growth of Li dendrites, responsible for fast capacity decay and severe safety issues. As an essential component of Li-S batteries, the structure and properties of the separators are closely related to the above problems, and the exploration of multifunctional separators is highly sought-after. Herein, an integrated separator composited of defective graphene and polyimide (DG-PI) was innovatively fabricated by electrospinning combined with the laser-induced carbonization strategy. The all-in-one compact architecture with well-interconnected channels shows superior mechanical and thermal stability and wettability. More importantly, the PI nanofibers containing N–/O–functional groups can induce the uniform deposition of lithium on the anode surface, while the DG framework with abundant pentagonal/heptagonal rings and vacancies can strongly trap polysulfides and accelerate polysulfide transformation on the cathode side. The strong chemical interaction between the insulative PI layer and the conductive DG layer modulates the surface charge distribution of each other, leading to more prominent contributions to restraining lithium dendrites and shuttle effect. Therefore, the Li-S batteries based on the integrated DG-PI separators afford an excellent performance in protecting lithium anode (stable cycles of 200 h at 5 mA·cm−2) and good cycling stability with a low capacity decay of 0.05% per cycle after 700 cycles at 1 C. This work offers a new design concept of multifunctional Li-S battery separators and broadens the application scope of laser micro-nano fabrication technology.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
十二发布了新的文献求助10
1秒前
Ava应助带路采纳,获得10
1秒前
TTTT发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
鲍建芳发布了新的文献求助20
2秒前
圆圆小悦完成签到,获得积分10
2秒前
00完成签到,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
眼睛大的乐儿完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
科研通AI6.1应助苗浩阳采纳,获得10
6秒前
7秒前
我是老大应助Tomsen采纳,获得10
8秒前
bu完成签到,获得积分10
8秒前
夜倾心完成签到,获得积分10
9秒前
NexusExplorer应助十二采纳,获得10
9秒前
搜集达人应助11采纳,获得10
9秒前
大模型应助黄景滨采纳,获得10
9秒前
9秒前
所所应助黄景滨采纳,获得10
9秒前
慕青应助黄景滨采纳,获得10
9秒前
nuonuoweng应助黄景滨采纳,获得10
10秒前
脑洞疼应助黄景滨采纳,获得10
10秒前
10秒前
无花果应助黄景滨采纳,获得10
10秒前
10秒前
jinyu发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
12秒前
LML发布了新的文献求助10
12秒前
dd完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
今后应助TTTT采纳,获得10
13秒前
sanch发布了新的文献求助10
14秒前
阿忠发布了新的文献求助30
14秒前
昏睡的翩跹完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
yfy_fairy完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5757845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5511609
关于积分的说明 15389025
捐赠科研通 4895373
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2633022
邀请新用户注册赠送积分活动 1581132
关于科研通互助平台的介绍 1536780