近日，華東理工大學化工學院功能炭材料研究團隊合成了一種“雙功能”石墨烯介孔二氧化錫(SnO?)/二硒化錫(SnSe?)納米片用作鋰硫電池的隔膜修飾層(G-mSnO?/SnSe?)，展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，在鋰硫電池領(lǐng)域研究中獲得新進展。

　　研究團隊合成的鋰硫電池隔膜修飾層，具備高電導率、強化學吸附位點和動態(tài)插層轉(zhuǎn)換動力學等特點。經(jīng)表征分析和模擬計算表明，該隔膜修飾層對“穿梭效應(yīng)”具有較好的抑制作用，并且能促進多硫化鋰催化轉(zhuǎn)化。此外，該G-mSnO?/SnSe?較強的親鋰位點和多孔結(jié)構(gòu)有助于降低鋰的成核過電位、鋰剝離與沉積過程中負極表面的均勻成核，進而有效抑制鋰枝晶生長。

　　當G-mSnO?/SnSe?用作鋰硫電池的隔膜修飾層時，展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，具有較高的高硫利用率、長循環(huán)壽命。在理論容量5毫安/克電流密度下循環(huán)2000次，鋰硫電池可逆容量高達648毫安時/克，平均每圈容量衰減率僅為0.0144%。

　　鋰硫電池因硫的低成本、超高的理論容量，高能量密度等優(yōu)勢，被認為是繼鋰離子電池之后最具應(yīng)用前景的電化學儲能體系之一。對硫正極而言，多硫化鋰溶于電解液形成“穿梭效應(yīng)”，導致活性物質(zhì)硫利用率低和容量快速衰減等問題。對鋰負極而言，鋰枝晶的不可控生長容易引發(fā)電池短路甚至有安全隱患。因此，如何在電池長期循環(huán)過程中同步抑制“穿梭效應(yīng)”和“枝晶生長”成為鋰硫電池實際應(yīng)用化進程中一項艱巨的技術(shù)挑戰(zhàn)。