​复旦王永刚Angew：-40至60˚C的全气候锂硫电池！

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本文通过采用多孔亚纳米芳香族框架（SAF）改性隔膜，提出了一种基于醚类电解液的全气候Li-S电池。

​复旦王永刚Angew：-40至60˚C的全气候锂硫电池！
具有高能量密度的锂硫（Li-S）电池目前正受到极大关注。然而，它们在低温下的氧化还原动力学极其迟缓，在高温下多硫化物穿梭现象严重，这严重阻碍了宽温Li-S电池的实施。
复旦大学王永刚等通过采用多孔亚纳米芳香族框架（SAF）改性隔膜，提出了一种基于醚类电解液的全气候Li-S电池。
​复旦王永刚Angew：-40至60˚C的全气候锂硫电池！
图1. SAF的设计和表征
经过合理的分子工程，作者开发了具有亚纳米孔径（0.97 nm）和窄带隙（1.72eV）的全共轭SAF-3，它具有33.21eV的大多硫化物迁移势垒。
此外，Bader电荷计算显示，SAF-3与Li2S6相互作用时转移了更多的电子。原位X射线光电子能谱（XPS）和原位X射线衍射（XRD）检测表明，SAF-3修饰的隔膜可以抑制多硫化物的穿梭并促进其氧化还原。因此，SAF-3修饰的电池可以在-40至60˚C的宽温度范围内良好地工作，表现出全气候电池的性能。
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图2. SAF对多硫化物的限制和转化促进
此外，改性电池显示出理想的室温性能，包括高倍率能力（4.0C时为706 mAh g-1）和有利的循环稳定性（1.0C时600次循环中每圈0.045%的衰减率）。即使在高硫负载（5.0 mg cm-2）和低电解液（5 μL mg-1）的条件下，100次循环后也获得了90%的出色容量保持率。
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图3. Li-S电池的宽温性能
Realizing All-climate Li‒S Batteries via Sub-nano Aromatic Framework. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI：10.1002/ange.202211933

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