Catalytic Metal‐Organic Framework‐Functionalized Inverse‐Opal Architectured Polymeric Separator for High‐Performance Li‐S Batteries

材料科学 分离器(采油) 反向 金属有机骨架 催化作用 金属 化学工程 纳米技术 有机化学 冶金 吸附 几何学 工程类 化学 物理 热力学 数学
作者
Xin Yang,Zongfu An,Peng Zhang,Soochan Kim,Pil J. Yoo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (29) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/adfm.202419983
摘要

Abstract Separators are crucial in lithium‐sulfur batteries (LiSBs) to ensure optimal ion transport and prevent internal short circuits. High‐performance separators with excellent thermal stability, electrolyte wettability, porosity, and Li + selectivity are essential for the safety and enhancing the energy density of LiSBs. This is particularly important for mitigating polysulfide (LiPS) shuttling, which degrades both the capacity and cycling stability of LiSBs. In this work, a novel separator design for high‐performance LiSBs is introduced that combines a poly(ether ether ketone) (PEEK)‐based inverse opal (PIO) architecture with an in situ grown cobalt‐imidazole metal‐organic framework of ZIF‐67 on the polymeric surface. The PIO provides improved Li + conductivity due to the unique structural characteristics of inverse opal and the excellent thermal/mechanical properties of the PEEK. Additionally, ZIF‐67 imparts an enhanced electrochemical system through its selective permittivity to LiPS. The unique chemical configuration of ZIF‐67 significantly suppresses the LiPS shuttling; its negative imidazole sites accelerate Li + mobility while the Lewis acidic Co 2+ centers strongly interact with S x 2− base. Consequently, the LiSBs with the developed separator exhibits remarkable inhibition of LiPS shuttling due to synergistic effects from both Lewis acid‐base interactions and the physical characteristics of the separator. It also demonstrates effective regulation of Li‐dendrite growth, leading to enhanced cycling stability of LiSBs. With its greatly enhanced cycling performance, rate capability, and electrochemical stability, the ZIF‐PIO separator presented in this work provides a promising solution for practical LiSBs applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
FFFFFFG完成签到,获得积分10
刚刚
药药55完成签到,获得积分10
1秒前
肥猫发布了新的文献求助10
1秒前
阳炎完成签到,获得积分10
2秒前
钰泠完成签到 ,获得积分10
3秒前
lu完成签到,获得积分10
3秒前
香蕉涫完成签到 ,获得积分10
4秒前
YXHCM完成签到,获得积分10
4秒前
longmad完成签到,获得积分10
5秒前
老迟到的幼枫完成签到,获得积分10
5秒前
more完成签到,获得积分10
5秒前
养乐多完成签到,获得积分10
5秒前
99完成签到,获得积分10
6秒前
efengmo完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
科研路上互帮互助,共同进步完成签到 ,获得积分10
9秒前
华西胖旭完成签到,获得积分10
9秒前
laoli2022完成签到,获得积分10
10秒前
Ttimer完成签到,获得积分10
11秒前
锂离子完成签到,获得积分10
14秒前
hhh完成签到 ,获得积分10
15秒前
花花子完成签到 ,获得积分10
16秒前
byby完成签到,获得积分10
16秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
勤奋雨完成签到,获得积分10
18秒前
尤瑟夫完成签到 ,获得积分10
19秒前
gladuhere完成签到 ,获得积分10
19秒前
科研浩完成签到 ,获得积分10
20秒前
chuzihang完成签到 ,获得积分10
20秒前
Edward完成签到 ,获得积分10
21秒前
zzz完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
苹果新蕾发布了新的文献求助10
24秒前
向阳完成签到 ,获得积分10
24秒前
超级的初彤完成签到,获得积分10
25秒前
leena完成签到 ,获得积分10
27秒前
xu应助兰先生采纳,获得10
28秒前
荔枝励志完成签到 ,获得积分10
28秒前
ljz910005完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
Digital and Social Media Marketing 600
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5988766
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7423547
关于积分的说明 16050421
捐赠科研通 5130071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2752287
邀请新用户注册赠送积分活动 1724435
关于科研通互助平台的介绍 1627604