Adv. Funct. Mater.：多金屬氧酸鹽修飾隔膜可增強鎂-硫電池的倍率和循環性能

DOI: 10.1002/adfm.202100868

鎂-硫（Mg-S）電池因其高體積能量密度、安全性和成本效益而成為后鋰電池系統的理想選擇。然而，已知的可溶性多硫化物在充放電過程中的穿梭效應會導致容量迅速衰減，這在一定程度上阻礙了硫基電池技術的實現。隨著正極設計和電解質配方的改進，隔膜的功能化可抑制多硫化物的穿梭。在這項研究中，通過靜電紡絲技術制備了涂覆有十釩酸鹽基多金屬氧酸鹽（POM）簇/碳復合物的玻璃纖維隔膜，并研究了其對電池性能和抑制多硫化物穿梭的影響。帶有此類涂層隔膜和無腐蝕性Mg[B（hfip）4]2電解質的Mg-S電池顯示出顯著增強的可逆容量和循環穩定性。隔膜的功能化改造為金屬-硫電池的升級換代提供了一種很有前途的方法。

圖1.a）原始Whatman玻璃纖維和b，c）es.-POM/C隔膜的SEM圖像；d）es.-POM/C隔膜中選定區域的氧、碳和釩的EDX元素映射。

圖2.配備a）原始隔膜，b）靜電紡絲超P碳涂層玻璃纖維隔膜（縮寫為es.-C），c）電紡POM/C涂層玻璃纖維隔膜（es.-POM/C）的Mg-S電池的充放電曲線；d）比較配備不同隔膜的Mg-S電池的循環性能。

圖3.配備es.-POM/C修飾隔膜的Mg-S電池的進一步電化學性能：a）在不同充放電倍率下的電壓曲線和b）倍率性能；當掃描速率為0.1mV/s時，在三電極設置中的Mg-S電池的CVs：c）配備原始玻璃纖維隔膜和d）配備es.-POM/C修飾隔膜。

圖4.高分辨率XPS分析。a）es.-C（下）和es.-POM/C隔膜浸入MgSn溶液（上）中的S2p光譜；b）所制備的es.-POM/C隔膜（下）和es.-POM/C隔膜浸入MgSn溶液（上）中的V2p光譜。所有樣品在干燥后進行測量。