MOFs改性玻璃纤维膜的制备及其在锂硫电池隔膜中的应用

摘要

利用金属有机框架材料丰富的孔结构来吸附由电池正极产生的溶解性多硫化物,以及科琴黑优良的导电性来减小界面阻抗、活化被吸附的多硫化物,提高电池放电比容量及循环稳定性。采用原位生长法,在玻璃纤维膜表面沉积三种具有不同孔结构的金属有机框架材料UIO-66、MOF-5和ZIF-8;随后在玻纤膜表面涂覆科琴黑,并将其用作锂硫电池隔膜。研究表明:仅用涂覆科琴黑的玻璃纤维膜作为电池隔膜时,锂硫电池在0.2 C倍率下首圈放电比容量为967.4 mAh/g,在循环50圈后容量仅剩730.8 mAh/g;采用不同的金属有机框架材料原位生长的玻璃纤维膜,将其作为锂硫电池隔膜时,锂硫电池表现出不同的循环性能;当使用孔径最大且孔结构最为丰富的UIO-66改性的玻璃纤维膜作为锂硫电池隔膜时,锂硫电池的循环性能最为优异,在0.2 C倍率下首圈放电比容量达1270.1 mAh/g,100圈后仍有827.7 mAh/g。该研究结果为锂硫电池隔膜的制备及改性提供了一种参考方法。