鋰-氧（Li-O
2）電池具有超高的理論能量密度（3500 Wh kg
-1），受到了廣泛關(guān)注。 然而，鋰金屬負(fù)極不穩(wěn)定、能量效率低和電解質(zhì)分解等關(guān)鍵問題嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用。 在此，我們提出了一種基于界面聚合（IP）的隔膜改性方法來解決這些問題。 得到的界面聚合層在聚醚酰亞胺（PEI）隔膜表面表現(xiàn)出良好的離子選擇性滲透性，極大地抑制了電極間較大的EMIM
+、TFSI
-和BF
4-的離子傳輸。 因此，具有代表性的 P2PEI 隔膜表現(xiàn)出最佳的循環(huán)性能，與其組裝的 Li-O
2 電池即使在 0.05 mA cm
-2 的電流密度和 1000 mAh g
-1 的有限比容量下也能穩(wěn)定運(yùn)行超過 135 個(gè)循環(huán)。
圖 1 界面聚合工藝方案。
圖 2. P/PEI (A1-A3)、P1-PEI (B1-B3)、P2-PEI (C1-C3) 和 P3-PEI (D1-D3) 隔膜的 SEM 圖像：(1) 上表面，(2) 底面和（3）橫截面圖。
圖 3. (A) FTIR 光譜和 (B) P/PEI、P1-PEI、P2-PEI 和 P3-PEI 隔膜的液體電解質(zhì)吸收時(shí)間曲線。 (C) P/PEI 和 (D) P2-PEI 隔膜的鋰離子遷移數(shù)。
圖 4. (A) 使用 P/PEI、P1-PEI、P2-PEI 和 P3-PEI 隔膜組裝的 Li-O2 電池的循環(huán)性能，(B) 使用 P2-PEI 的 Li-O2 電池的充電/放電曲線，和 (C) 電壓 − 不同分離器的時(shí)間曲線。
圖 5. 循環(huán)前后 Li-O
2 電池鋰金屬拆解的 SEM：(A-C) 分別為循環(huán)前、第 1 次循環(huán)后和第 30 次循環(huán)后的鋰金屬。 具有 (D) P1-PEI、(E) P2-PEI 和 (F) P3-PEI 隔膜的 Li-O
2 電池的交流阻抗譜。 Li-O
2電池的等效電路：（G）循環(huán)前和（H）循環(huán)后。
相關(guān)研究成果由中南大學(xué)Jiuqing Liu等人2022年發(fā)表在ACS Applied Polymer Materials (https://doi.org/10.1021/acsapm.2c00718)上。原文：Interfacial Polymerization-Modified Polyetherimide (PEI) Separator for Li–O2 Battery with Boosted Performance。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
