​港理工AEM：低成本阻燃和穿梭效应受限隔膜实现安全稳定的锂硫电池

锂硫电池（LSB）具有超高的理论能量密度，但其较差的循环稳定性和安全问题极大地限制了实际应用的进展。

图1. Al@PP的设计原理和特性

香港理工大学郑子剑、Qiyao Huang等报告了一种基于Al(OH)₃的低成本、简单的商用隔膜改性方法，它可使电池具有出色的阻燃性和稳定的循环性能。具体而言，这种改性是通过在隔膜的阴极侧简单地涂覆一层超薄复合层来实现的，该复合层主要由Al(OH)₃纳米颗粒和导电碳组成。Al(OH)₃对路易斯基多硫化物具有很强的化学吸收能力，并通过高热下的自分解机制实现出色的阻燃性能，而导电碳材料则起到顶部集流体的作用，防止多硫化物失活。

图2. Al(OH)₃与多硫化物的路易斯酸/碱相互作用

结果，采用Al(OH)₃改性隔膜的锂硫电池在2 C条件下循环1000次中，每次循环的平均容量衰减极低（0.029%，1 C = 1600 mA g^-1）。此外，具出高能量密度（426 Wh kg^-1）的软包电池也能稳定地循环100次以上，且容量保持率较高（0.1 C，70.2%）。总体而言，这种Al(OH)₃改性策略的有效性和易用性将加快锂硫电池的实际应用进度。

图3. 扣式和软包电池性能

A Low-Cost Al(OH)3-Modified Fire-Retardant and Shuttle-Limiting Separator for Safe and Stable Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303063