​彭尚龙/黄娟娟AFM：改变Li2S的沉积模式获得高稳定锂硫电池

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​彭尚龙/黄娟娟AFM：改变Li2S的沉积模式获得高稳定锂硫电池
多硫化锂（LiPSs）严重的穿梭效应和缓慢的动力学过程会导致锂硫电池（Li-S battery）循环性能差、工作效率低，从而限制了其商业化。
​彭尚龙/黄娟娟AFM：改变Li2S的沉积模式获得高稳定锂硫电池
图1. 材料制备示意
兰州大学彭尚龙、黄娟娟等提出了一种具有透射轨道重叠的复合框架作为Li-S电池的功能化隔膜（MX@WSSe/PP），它由WSSe纳米片和MXenes纳米片（MX）组成。实验和理论计算均表明，MX@WSSe/PP不仅能抑制Li-S电池的穿梭效应，实现正极材料的有效利用，还能通过将Li2S的二维沉积模式转化为三维模式，提高器件的整体可逆性和反应动力学性能。
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图2. MX@WSSe的吸附催化作用
Li2S沉积模式的转变源于MX@WSSe复合材料表面局部电荷密度的变化，它调节了电子轨道的填充状态，影响了不同原子之间的轨道重叠。这种效应甚至可以传递到远离MX@WSSe表面的Li2S分子。结果，使用MX@WSSe/PP的Li-S电池在2 C下的1000次循环中每循环的容量衰减仅为0.016%。此外，在高硫负载（10.2 mg cm-2）和低电解液/硫比率（7.5 uL mg-1）条件下，可实现 9.39 mAh cm-2的高面积容量。
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图3. Li-S电池的电化学性能
Deposition Mode Design of Li2S: Transmitted Orbital Overlap Strategy in Highly Stable Lithium-Sulfur Battery. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202309437

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