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可溶性物質在電池內部從正極到負極的有害穿梭是限制可充電池穩定性和可逆性的關鍵。

廈門大學孫世剛、喬羽、南京大學周豪慎等開發了一種沸石分子篩修飾隔膜，以利用沸石分子篩的有序孔道（4?）來有效地阻擋可溶性物質的穿梭。

圖1 zeolite@celgard的表征

通過在典型使用的celgard隔膜上涂覆均勻且薄的沸石層（5μm），成功地構建了具有柔性和網格化制備特點的zeolite@celgard隔膜。zeolite@celgard中沸石顆粒之間存在的間隙通過施加8MPa的外部壓力來壓制降低。作為具有成本效益和多功能的隔膜，zeolite@celgard可以有效地解決可溶性物質穿梭引起的一系列副反應（容量/能量快速衰減、低CE和負極腐蝕）。結合從Li/LMO電池系統中循環后鋰金屬表面收集的1H/19F NMR、ICP和XPS結果，以及Li/S電池中隨時間變化的原位拉曼測試和Li/O₂電池中氧化還原介質穿梭的滲透實驗，zeolite @celgard的分離功能和附加的H₂O/HF清除劑作用得到了有效證明。

圖2 Zeolite@celgard阻止了Li/LMO電池中可溶性Mn²⁺的穿梭

與目前采用的celgard/玻璃纖維隔膜相比，zeolite @celgard可以明顯提高Li/LMO電池在高溫、快充和電解液中存在大量H₂O的情況下的電化學循環性和可逆性，Li/S電池在嚴苛條件下的循環，Li/O₂電池在不同有限容量下的運行。最后，構建具有成本效益和多功能的zeolite@celgard隔膜，不僅可以抑制該工作中報道的可充電池系統中的可溶性物種，而且有望應用于其他可充電池系統，如液流電池和堿（Li、Na、K）-鹵素/硫電池。

圖3 eolite@celgard可抑制Li/S和Li/O₂電池中的可溶性物質

Restraining Shuttle Effect in Rechargeable Batteries by Multifunctional Zeolite Coated Separator. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211774

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?孫世剛/喬羽/周豪慎AFM：沸石涂層隔膜有效抑制可充電池中的穿梭效應

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