Synergistic Effect of Dual‐Functional Groups in MOF‐Modified Separators for Efficient Lithium‐Ion Transport and Polysulfide Management of Lithium‐Sulfur Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Lithium‐sulfur batteries (LSBs) have been regarded as an attractive candidate for future energy storage systems owing to their exceptionally high energy density. However, the further application of LSBs is faced with critical challenges such as the intrinsic insulation of sulfur and the shuttle effect of soluble lithium polysulfides (LiPS). To overcome these problems, a dual functional metal‐organic framework (UIO‐66‐NH 2 ‐HSO 3 ) modified separator is proposed, strategically implemented to examine the dual functionality in anchoring LiPS and facilitating Li + transport. Theoretical calculations indicated that the Li + diffusion kinetics and LiPS adsorption ability are synergistically boosted by the dual‐functional groups in the framework. The ‐HSO 3 demonstrates high affinity for capturing LiPS species while simultaneously repulsing polysulfide anions. Conversely, ‐NH 2 effectively immobilizes these anionic species. Additionally, the lower LUMO energy level of NH 2 ‐H 2 BDC and the higher HOMO energy level of HSO 3 ‐H 2 BDC significantly accelerate the reaction kinetics of LSBs. Electrochemical assessments revealed that the UIO‐66‐NH 2 ‐HSO 3 @PP composite delivers ultra‐high rate capability and long‐term cycling durability, surpassing most of the reported results. In situ spectroscopic analysis established that the UIO‐66‐NH 2 ‐HSO 3 @PP facilitates homogeneous lithium‐ion migration while mitigating polysulfide shuttling. This study provides a theoretical foundation for the rational design of multifunctional MOFs membranes as advanced separators for high‐performance LSBs.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».