Polydopamine-Assisted In Situ Formation of a Covalent Organic Framework on Single-Walled Carbon Nanotubes to Multifunctionalize Separators for Advanced Lithium–Sulfur Batteries

多硫化物 分离器(采油) 碳纳米管 材料科学 纳米技术 化学工程 储能 纳米颗粒 共价键 电极 电解质 化学 有机化学 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 热力学 量子力学
作者
Lu Han,Yanqin Yang,Shuzheng Sun,Junbo Yue,Jingde Li
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:11 (23): 8431-8441 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c07568
摘要

Lithium–sulfur (Li–S) batteries are regarded to be one of the most promising energy storage systems owing to their high energy density. Nevertheless, polysulfide shuttle and self-discharge severely hinder their commercial production. To address these issues, a novel multifunctional separator (COF-PDA/SWCNT/PP) is developed by modifying the commercial polypropylene (PP) separator via in situ growth of a covalent organic framework (COF) functional layer on the gutter layer made from single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). SWCNTs in this configuration works as the gutter layer to reduce the pore size of the PP separator and offers lithium ion/electron transmission channels, while the COF-PDA barrier layer acts as a robust and efficient shield against polysulfide shuttling via both physical confinement and chemical interactions. Notably, the simultaneous generation of polydopamine (PDA) can get rid of defects in COFs by welding the COF nanoparticles, enhancing the mechanical property of the ultrathin COF-PDA layer. On the basis of the multilayer architecture, the modified separator not only effectively suppresses the shuttle effect but also realizes rapid lithium-ion transportation. As expected, the battery with a COF-PDA/SWCNT/PP separator presents a reversible specific capacity of 1031 mAh g–1 over 100 cycles at 0.2 C. Moreover, a high reversible capacity of 642 mAh g–1 over 500 cycles even at 1 C and outstanding anti-self-discharge behavior by a low capacity-attenuation of 4.6% over 7 days are also acquired for the cells implementing the as-developed separator. Hence, this proposed strategy of multilayer modified separators will open a new route to prepare high-performance Li–S batteries.
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
3秒前
欧克发布了新的文献求助10
6秒前
不爱学习完成签到 ,获得积分10
6秒前
kiterunner完成签到,获得积分0
7秒前
YQ完成签到 ,获得积分10
7秒前
cdercder应助zltian采纳,获得10
9秒前
短腿小柯基完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
健忘香彤完成签到,获得积分10
13秒前
柳橙完成签到 ,获得积分10
14秒前
shanglei发布了新的文献求助10
16秒前
太阳完成签到,获得积分10
18秒前
动听的平露完成签到,获得积分10
20秒前
Jason完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
黎黎完成签到 ,获得积分10
24秒前
shanglei完成签到,获得积分10
26秒前
行云流水发布了新的文献求助10
27秒前
慧子发布了新的文献求助10
28秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得20
29秒前
laoxie301发布了新的文献求助10
32秒前
科研民工完成签到,获得积分10
32秒前
BAEK完成签到,获得积分10
33秒前
xy完成签到,获得积分10
36秒前
cmuzxy完成签到,获得积分10
38秒前
39秒前
sdbz001完成签到,获得积分0
39秒前
阿佳great完成签到 ,获得积分10
42秒前
隐形曼青应助慧子采纳,获得10
42秒前
馨妈完成签到 ,获得积分10
43秒前
daomaihu发布了新的文献求助100
44秒前
卓卓卓完成签到 ,获得积分10
44秒前
李昕蓥完成签到 ,获得积分10
45秒前
化学民工完成签到 ,获得积分10
46秒前
48秒前
鲜艳的乐珍完成签到,获得积分10
51秒前
It完成签到 ,获得积分10
51秒前
zzzzzyq完成签到 ,获得积分10
53秒前
韩佩阳完成签到,获得积分10
55秒前
百里守约完成签到 ,获得积分10
56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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778444
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318783
关于积分的说明 20366209
捐赠科研通 7365553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319210
关于科研通互助平台的介绍 2467170
邀请新用户注册赠送积分活动 2334659