谢琎/姜珊Nano Letters：基于多孔有机笼的离子筛选择性抑制穿梭效应！

具有有效离子筛分能力的薄膜在能量存储和转换设备（包括电池和燃料电池）中是非常需要的。然而，为此目的设计和制造具有成本效益且易于加工的超薄膜仍然具有挑战性。

上海科技大学谢琎、姜珊等报告了一种为锂硫电池设计的基于多孔有机笼(POC)的离子筛，用作商业隔膜上的超薄涂层（300 nm），以选择性地筛分Li⁺，同时阻挡多硫化物。

图1. 材料制备及表征

POCs用作锂硫电池隔膜的功能性涂层是有前景的，因为可以对孔进行综合调整以进行选择性离子传输，并为化学吸收提供适当的官能团。用于形成薄膜的POCs的溶液加工性消除了对粘结剂的需求并减少了功能材料之间的间隙。薄膜厚度的减小避免了将过多的电解液和额外的重量带入电池系统，对系统总能量密度的牺牲最小。

图2. CC3/PP隔膜的多硫化物渗透实验

实验显示，POC薄膜改性的隔膜使电池具有良好的循环性能和倍率能力，基于CC3/PP隔膜的锂硫电池在1C下的 500次循环中具有每循环约0.04%的低容量衰减率，并且在1C和2C时分别表现出773.2和673.4 mAh g⁻¹的高倍率容量。这种由多孔笼分子溶液制成的功能性多孔涂层将在为高能量密度和长周期储能装置制备新型隔膜方面具有令人振奋的前景。

图3. 锂硫电池电化学性能

An Ultrathin Functional Layer Based on Porous Organic Cages for Selective Ion Sieving and Lithium–Sulfur Batteries. Nano Letters 2022. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04838

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