鋰硫（Li-S）電池因其高理論能量密度而成為下一代儲(chǔ)能裝置有吸引力的候選者，但其實(shí)際應(yīng)用受到多硫化物穿梭和鋰枝晶生長(zhǎng)的阻礙。

新加坡國(guó)立大學(xué)Kian Ping Loh、西北工業(yè)大學(xué)謝科予、中國(guó)石油大學(xué)（華東）李振等開發(fā)了一種可溶液加工的共軛微孔熱固性材料(CMT)，以用作商用PP隔膜上的超薄離子篩分層。

圖1 CMT納米片的合成與表征

所得CMT層薄至~200 nm，并具有連續(xù)的亞納米通道。這種超薄共軛CMT層中的亞納米孔有效地阻擋了可溶性多硫化物的穿梭，但允許鋰離子在電極之間快速傳輸，從而改善氧化還原動(dòng)力學(xué)。

此外，CMT層作為緩沖層，使鋰離子在鋰負(fù)極表面的擴(kuò)散和分布均勻，從而減少鋰枝晶的不可控生長(zhǎng)。因此，采用超薄CMT-PP隔膜的Li-S電池即使在超快充/放電條件下也能提供高充/放電容量和穩(wěn)定的循環(huán)性能。

圖2 對(duì)稱電池性能

研究顯示，采用CMT改性PP隔膜的Li-S電池在1C下實(shí)現(xiàn)了849.6 mAh g^-1的高初始容量，并在超過1000次循環(huán)中具有每圈0.037%的超低衰減率，此外在10C的超高電流密度下獲得了619.0 mAh g^-1的容量。

值得注意的是，它在5C的高電流密度下表現(xiàn)出727.8 mAh g^-1的容量，，經(jīng)過500次循環(huán)后仍具有約77%的容量保持率，這在高性能實(shí)用Li-S電池顯示出巨大的潛力。

圖3 Li-S電池性能