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       鋰-氧（Li-O₂）電池具有超高的理論能量密度（3500 Wh kg^-1），受到了廣泛關注。 然而，鋰金屬負極不穩定、能量效率低和電解質分解等關鍵問題嚴重阻礙了其應用。 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BF₄^-的離子傳輸。 因此，具有代表性的 P2PEI 隔膜表現出最佳的循環性能，與其組裝的 Li-O₂ 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定運行超過 135 個循環。
  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 隔膜的液體電解質吸收時間曲線。  (C) P/PEI 和 (D) P2-PEI 隔膜的鋰離子遷移數。
  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 − 不同分離器的時間曲線。
 
圖 5. 循環前后 Li-O₂ 電池鋰金屬拆解的 SEM：(A-C) 分別為循環前、第 1 次循環后和第 30 次循環后的鋰金屬。 具有 (D) P1-PEI、(E) P2-PEI 和 (F) P3-PEI 隔膜的 Li-O₂ 電池的交流阻抗譜。 Li-O₂電池的等效電路：（G）循環前和（H）循環后。
 
       相關研究成果由中南大學Jiuqing Liu等人2022年發表在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。

轉自《石墨烯研究》公眾號