李爱菊/王毅Small Methods：稀土氧化物改性隔膜加速锂硫电池的反应动力学！

2023年10月10日下午3:19 • 顶刊解读

尽管高能量密度锂硫（Li-S）电池被认为是最有前景的下一代储能技术之一，但其实际应用一直受到多硫化锂中间体反应动力学缓慢和穿梭效应的困扰。

华南师范大学李爱菊、仲恺农业工程学院王毅等报告了一种由CeO₂修饰的多孔碳纳米结构(CeO₂/KB/PP)改性的新型隔膜，以解决上述问题。

李爱菊/王毅Small Methods：稀土氧化物改性隔膜加速锂硫电池的反应动力学！

图1. 材料制备

首先，通过实验分析，与掺杂La₂O₃的科琴黑(La₂O₃/KB)相比，Lewis基CeO₂/KB的氧缺陷对路易斯酸 LiPSs 具有更强的化学相互作用和更高的催化活性。此外，CeO₂/KB丰富的氧缺陷和大的比表面积有助于表现出高度暴露的活性界面，从而加速LiPSs的快速转化，并调节Li₂S的沉积/成核。

图2. 对LiPSs的吸附和催化

利用这些优势，具有CeO₂/KB/PP隔膜的电池表现出卓越的电化学性能，包括在2 C下经过1000次循环后每循环仅0.06%的低容量衰减和在3 C下627 mAh g^-1的高容量。即使在6.6 mg cm^-2的高硫负载下，电池在100次循环后仍可实现3.6 mAh cm^-2的高面积容量。这项工作验证了稀土氧化物在高性能锂硫电池中的出色应用潜力，也有助于设计其他基于稀土材料的先进储能系统。

图3. Li-S电池性能

Regulated Li2S Deposition toward Rapid Kinetics Li-S Batteries by a Separator Modified by CeO2-Decorated Porous Carbon Nanostructure. Small Methods 2022. DOI: 10.1002/smtd.202200332

李爱菊/王毅Small Methods：稀土氧化物改性隔膜加速锂硫电池的反应动力学！

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