Nanostab In2O3@C-modifizierte Trennschicht mit verbesserter Adsorption und katalytischer Umwandlung von löslichen Polysulfiden für Hochleistungs-Lithium-Schwefel-Batterien

Der Shuttle-Effekt von löslichen Lithium-Polysulfiden (LiPSs) stellt eine entscheidende Herausforderung für die Kommerzialisierung von Lithium-Schwefel-Batterien dar. Die Funktionalisierung des Trennschicht ist eine effektive Strategie zur Verbesserung der Lebensdauer der Zelle durch das Auffangen und die Wiederverwendung von LiPSs. Hier wurde ein neuartiger In2O3-Nanorod mit einer ultradünnen Kohleschicht (In2O3@C) auf eine Polypropylen-Trennschicht beschichtet. Die Ergebnisse zeigen die Adsorption und Katalyse von In2O3 auf Polysulfiden, was den Shuttle-Effekt effektiv hemmt und die Redoxkinetik von LiPSs verbessert. Darüber hinaus erhöht die ultradünne Kohleschicht die Reaktionsstellen und beschleunigt die elektrochemische Reaktionsrate. Die Zelle mit der In2O3@C-Zwischenschicht zeigt ausgezeichnete Reversibilität und Stabilität mit einem Kapazitätsrückgang von 0,029 % pro Zyklus über 2000 Zyklen bei 2C. Zudem verbessert die In2O3@C-Zwischenschicht die Zellleistung unter Hochstrom- (888,2 mA h g–1 bei 2C und Raumtemperatur) und Niedrigtemperaturbedingungen (1007,8 mA h g–1 bei 0,1C und −20 °C) erheblich.