三单位联合EnSM：200 nm超薄离子筛微孔膜助力高性能锂硫电池

锂硫（Li-S）电池因其高理论能量密度而成为下一代储能装置有吸引力的候选者，但其实际应用受到多硫化物穿梭和锂枝晶生长的阻碍。

新加坡国立大学Kian Ping Loh、西北工业大学谢科予、中国石油大学（华东）李振等开发了一种可溶液加工的共轭微孔热固性材料(CMT)，以用作商用PP隔膜上的超薄离子筛分层。

图1 CMT纳米片的合成与表征

所得CMT层薄至~200 nm，并具有连续的亚纳米通道。这种超薄共轭CMT层中的亚纳米孔有效地阻挡了可溶性多硫化物的穿梭，但允许锂离子在电极之间快速传输，从而改善氧化还原动力学。

此外，CMT层作为缓冲层，使锂离子在锂负极表面的扩散和分布均匀，从而减少锂枝晶的不可控生长。因此，采用超薄CMT-PP隔膜的Li-S电池即使在超快充/放电条件下也能提供高充/放电容量和稳定的循环性能。

图2 对称电池性能

研究显示，采用CMT改性PP隔膜的Li-S电池在1C下实现了849.6 mAh g^-1的高初始容量，并在超过1000次循环中具有每圈0.037%的超低衰减率，此外在10C的超高电流密度下获得了619.0 mAh g^-1的容量。

值得注意的是，它在5C的高电流密度下表现出727.8 mAh g^-1的容量，，经过500次循环后仍具有约77%的容量保持率，这在高性能实用Li-S电池显示出巨大的潜力。

图3 Li-S电池性能