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成果简介

多硫化锂（LiPS）的穿梭效应导致最严重的容量下降，是阻碍锂硫电池（LSB）商业化的关键问题之一。本文，韩国科学技术院SangheeNam等研究人员在《AdvancedMaterialsTechnologies》期刊发表名为“CollectivelyExhaustiveMXeneandGrapheneOxideMultilayerforSuppressingShuttlingEffectinFlexibleLithiumSulfurBattery”的论文，研究报告了Ti3C2Tx-MXene和氧化石墨烯(GO)多层膜通过利用微/介孔的物理抑制和表面官能团的化学吸收来抑制穿梭效应。GO和MXene丰富的表面官能团通过静电亲和力和排斥力吸引带正电的锂离子(Li+)并排出带负电的多硫化物(Sn2–)。使用真空过滤的简单方法用于在Go和Mxene膜（GSM）之间包封元素硫（S8），分别用作偏移分离器和官能化集电器。功能拮抗的GSM直接在LSB的阴极中发挥作用，并在初始循环中在0.1C下表现出mAhg–1的比容量。丰富的官能团可以化学吸附LiPS，在次循环后产生约85.1%的高循环保留率。此外，基于2D纳米材料、MXene和氧化石墨烯的超薄GSM的灵活性，使用PEO-LiTFSI电解质证明了柔性LSB。

图文导读

方案一、a)Ti3C2Tx-MXene和氧化石墨烯(GO)的合成路线，b)GSM复合材料的制备，显示出表面官能团对多硫化锂的有效化学吸附。

图1、氧化石墨烯/硫/MXene（GSM）的SEM图像

图2、a)MXene和GO的Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析，

b)MXene和GO的拉曼光谱，c)傅里叶变换红外光谱MXene和GO，表明丰富的官能团（-OH、-COOH、-F），d）MXene、GO和元素硫的X射线衍射图，e，f）GO的C1s和O1sXPS结果，g-i)MXene的Ti2p、C1s和O1sXPS结果。

图3、a)固态NMR1HNMR，观察CH2O和CH2环氧化物官能团，

b)固态13CNMR，获得羧基、羟基和环氧基，c)MXene和GO水分散体的Zeta电位为pH值的函数，d-g)在0、12、24和36小时时使用市售的聚丙烯(PP)隔膜进行可视化多硫化锂扩散测试的光学图像，h-k)在0时的GO/MXene双层复合材料，图12、24和36小时，由H型电解池中的Li2S6（左）、GM（中）和DOL/TEGDME（右）组成。

图4、电化学测量图示

图5、a,b)所得GSM复合材料的数字图像，暗GO侧（左）和亮的MXene侧（右），c)滴铸用于柔性锂硫电池(FLSB)的PEO-LiTFSI的制造过程的数字图像特氟隆模具中，以1制造FLSB，正常状态和50个LED灯泡，F）充放电曲线的性能d，E）的数字图像ST，2次，3次，5次，20次和50次循环，袋型电池在0.1C(mAg–1)下测量，g)次循环的长期循环稳定性，表明循环保持率为76.69%（每个循环0.%–1），h)在几个条件下的CV测量0.1至0.5mVs–1的扫描速率,i)FLSB的EIS，在Warburg区域和插图中为64.47°，在中频区域显示放大的半圆。

小结

综上所述，为了抑制锂硫电池的穿梭效应，报告了一种通过简单真空辅助过滤制备的多层GSM的功能拮抗策略

文献：

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