铝-硫（Al−S）电池由于其高理论能量密度、固有安全性和低成本而引起了广泛的兴趣。然而，严重的极化和较差的循环性能严重限制了Al−S电池的发展。
在此，乌尔姆亥姆霍兹研究所 Stefano Passerini，Xu Liu提出了用钴锚定的三维（3D）氮掺杂碳质网络（Co@CMel-ZIF）作为隔膜改性层来缓解这些问题，该网络是通过 ZIF-7、三聚氰胺和 CoCl2 的混合物碳化制备的。
文章要点
1）它呈现出具有中等表面积和高平均孔径的3D网络结构，被证明可以有效吸附多硫化铝并阻碍多硫化物在隔膜上的迁移，从而增强Al−S电池的循环稳定性。同时，Co@CMel-ZIF具有丰富的催化吡啶-N和Co−Nx活性位点，可有效消除硫化物转化的障碍，从而促进极化降低。
2）结果表明，以Co@CMEL-ZIF为隔膜的Al−S电池在20 °C的电流密度为50 mA g−1时，极化电压为0.47 V，150次循环后的放电比容量为503 mAh g−1。而采用裸隔膜的电池在相同条件下循环70次后，极化强度为1.01V，放电容量为300 mAh g−1。
这项工作表明，改进隔膜是改善Al−S电池高极化和循环性能差的一种有前途的策略。
参考文献
Cheng Xu, et al, Three-Dimensional Nitrogen-Doped Carbonaceous Networks Anchored with Cobalt as Separator Modification Layers for Low-Polarization and Long-Lifespan Aluminum−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c08476
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08476
