Spatially Engineered Janus Separator Enables Bidirectional Regulation of Sulfur Electrochemistry and Lithium Deposition in High‐Energy‐Density Lithium–Sulfur Pouch Cells

材料科学 分离器(采油) 锂硫电池 杰纳斯 电化学 能量密度 硫黄 锂(药物) 沉积(地质) 化学工程 纳米技术 无机化学 冶金 工程物理 电极 化学 物理化学 古生物学 内分泌学 工程类 物理 热力学 生物 医学 沉积物
作者
Qiang Wei,Luetao Wu,Y. Ye,Xueying Xiao,Mengxian Pei,Jianhao Lu,Huilan Sun,Weikun Wang,Bo Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202521571
摘要

Abstract Lithium–sulfur (Li–S) batteries are promising candidates for energy storage applications. However, their practical implementation is impeded by significant challenges, including the polysulfide shuttle and the pulverization of the lithium anode. Herein, this study presents an interfacial engineering through the development of a bifunctional separator based on polymer of intrinsic microporosity (PIM‐1). On the cathode side, the aminated PIM‐1 framework (APIM) establishes a dual physical–chemical regulation mechanism. Its rigid nanoporous structure facilitates the sieving of polysulfides through size exclusion, while the functionalized surface induces electrostatic repulsion and chemisorption to suppress polysulfide shuttling.This configuration simultaneously ensures unobstructed Li + transport. At the anode interface, the lithium hydroxycarboxylate PIM‐1 (LCPIM) optimizes the Li + flux by refining the microporous architecture, enhancing Li + binding‐desorption, and homogenizing ion migration pathways. This dual‐functional architecture addresses the challenges of active material shuttling and interfacial degradation of anodes by simultaneously regulating ion flux and stabilizing dual electrodes. This approach achieves a Coulombic efficiency exceeding 99.7% and maintains capacity retention over 600 cycles. Janus separators demonstrate viability in 3 Ah pouch cells (9.6 mg cm −2 sulfur loading, double‐sided, Electrolyte/Sulfur = 3.3), achieving 373 Wh kg −1 energy density at 0.2 C and demonstrating stable operation over 40 cycles.
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
科研通AI2S应助刺猬采纳,获得10
1秒前
YwYzzZ完成签到,获得积分10
3秒前
戊烷发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Kao应助孟孟采纳,获得10
4秒前
夕风凛发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
7秒前
cdercder应助俊逸的若魔采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助wenbin采纳,获得30
9秒前
10秒前
自由白凡发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
zao给zao的求助进行了留言
12秒前
12秒前
Hotpoter发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
逗逗完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.4应助敏静采纳,获得10
16秒前
CodeCraft应助黄春容采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
科研通AI6.4应助ling22采纳,获得10
18秒前
不语完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
Tornacorn发布了新的文献求助10
19秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
19秒前
SSSSSS应助专注宛凝采纳,获得10
20秒前
21秒前
22秒前
墨琼琼发布了新的文献求助10
23秒前
三木三与完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
三木三与发布了新的文献求助10
26秒前
我是老大应助土豪的问寒采纳,获得10
26秒前
27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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7310107
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8927020
关于积分的说明 18920543
捐赠科研通 6972123
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213116
关于科研通互助平台的介绍 2381440
邀请新用户注册赠送积分活动 2191234