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Interlinked Carbon Nanocages-Coated Separator as an Efficient Trap for Soluble Polysulfides in a Lithium–Sulfur Battery
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-11-16 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c03319 Zhen Yang 1 , Xuejian Zhang 1 , Zheng Li 1 , Linlin Chen 1 , Zhaohai Song 1 , Jianmin Zhang 1 , Xiangyun Qiu 1 , Zongmin Zheng 1
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-11-16 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c03319 Zhen Yang 1 , Xuejian Zhang 1 , Zheng Li 1 , Linlin Chen 1 , Zhaohai Song 1 , Jianmin Zhang 1 , Xiangyun Qiu 1 , Zongmin Zheng 1
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The utilization of carbon-coating materials to inhibit the shuttle effect of the polysulfides is an important theme for lithium–sulfur (Li–S) batteries. However, the structure of carbon materials and the way that they are packed are important factors, because they determine the number and size of pores of future layers and, consequently, the permeability of ions. This work presents interlinked carbon nanocages (IL-CNCs) as the coating materials for the separators of Li–S batteries. The surface morphology, pore structure, and cyclic performances as well as the rate properties of the composite separators were fully analyzed. IL-CNCs coatings offer abundant surfaces and an interface to trap polysulfide as well as a long transmission distance to prevent polysulfide ions from penetrating the membrane. The IL-CNCs-coated separators exhibit excellent electrochemical properties in different rates, a long cycling time at 1 C, and a high cathode loading. Moreover, only 0.025 mg cm–2 of IL-CNCs coating can obtain a reversible capacity of 747 mAh g–1 after 100 cycles at 0.2 C.
中文翻译：
互连碳纳米笼涂层隔膜作为锂硫电池中可溶性多硫化物的有效捕集器
利用碳涂层材料抑制多硫化物的穿梭效应是锂硫（Li-S）电池的一个重要课题。然而，碳材料的结构和它们的堆积方式是重要的因素，因为它们决定了未来层孔的数量和大小，从而决定了离子的渗透性。这项工作提出了互连碳纳米笼（IL-CNCs）作为锂硫电池隔膜的涂层材料。全面分析了复合隔膜的表面形貌、孔结构、循环性能以及倍率性能。IL-CNCs 涂层提供丰富的表面和界面来捕获多硫化物以及长传输距离以防止多硫化物离子穿透膜。IL-CNCs 涂层的隔膜在不同倍率下表现出优异的电化学性能、1 C 下的长循环时间和高阴极负载。此外，仅 0.025 mg cm–2的 IL-CNCs 涂层在 0.2 C 下循环 100 次后可以获得 747 mAh g –1的可逆容量。
更新日期：2021-12-02
中文翻译：
互连碳纳米笼涂层隔膜作为锂硫电池中可溶性多硫化物的有效捕集器
利用碳涂层材料抑制多硫化物的穿梭效应是锂硫（Li-S）电池的一个重要课题。然而，碳材料的结构和它们的堆积方式是重要的因素，因为它们决定了未来层孔的数量和大小，从而决定了离子的渗透性。这项工作提出了互连碳纳米笼（IL-CNCs）作为锂硫电池隔膜的涂层材料。全面分析了复合隔膜的表面形貌、孔结构、循环性能以及倍率性能。IL-CNCs 涂层提供丰富的表面和界面来捕获多硫化物以及长传输距离以防止多硫化物离子穿透膜。IL-CNCs 涂层的隔膜在不同倍率下表现出优异的电化学性能、1 C 下的长循环时间和高阴极负载。此外，仅 0.025 mg cm–2的 IL-CNCs 涂层在 0.2 C 下循环 100 次后可以获得 747 mAh g –1的可逆容量。
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