北大郭少军AM：功能化隔膜同时解决锂硫电池正负极问题！

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北大郭少军AM：功能化隔膜同时解决锂硫电池正负极问题！
锂枝晶生长和硫正极性能不理想是制约锂硫电池（LSBs）实际应用的两大核心问题。
北京大学郭少军等提出了一种通过界面工程策略实现的Janus隔膜的一体化设计概念，以提高LSBs的性能。
北大郭少军AM：功能化隔膜同时解决锂硫电池正负极问题！
图1 采用不同隔膜的LSBs中正负极的结构演变
在负极/隔膜的界面处，薄的功能化复合层含有高弹性模量和高导热性的氮化硼纳米片和氧基接枝的纤维素纳米纤维（BNNs@CNFs），可有效避免“热点”形成，使锂离子通量均匀化，并抑制枝晶生长。
同时，在隔膜和正极之间的界面处，还原氧化石墨烯（rGO@Ru SAs）表面高密度均匀暴露的Ru单原子可以“捕获”多硫化物并显著降低活化能以提高其转化动力学。
北大郭少军AM：功能化隔膜同时解决锂硫电池正负极问题！
图2 Janus隔膜的制备和表征
因此，LSBs在5 C下显示出460 mAh g-1的高容量和超稳定的循环性能，在800次循环中每循环具有0.046%的超低容量衰减率。为进一步证明所设计Janus隔膜的实用前景，采用该Janus隔膜组装的Li-S软包电池可提供310.2 Wh kg-1的电池级能量密度。
这项研究提供了一种有前景的策略，可以同时解决LSBs中锂金属负极和硫正极所面临的挑战。
北大郭少军AM：功能化隔膜同时解决锂硫电池正负极问题！
图3 采用不同隔膜的LSBs的储能性能
Two Birds with One Stone: Interfacial Engineering of Multifunctional Janus Separator for Lithium-Sulfur Batteries. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202107638

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