MoS2纳米片功能化PAN锂金属电池隔膜的制备及锂枝晶抑制作用

编号：FTJS10390

篇名：MoS2纳米片功能化PAN锂金属电池隔膜的制备及锂枝晶抑制作用

作者：董帮达 翟云云 刘海清 黄振鹏 李祖光 李蕾

关键词： 二维材料 MoS2纳米片 锂金属电池隔膜 调节Li+通量 抑制锂枝晶形成-生长

机构： 浙江工业大学化学工程学院 嘉兴学院分析测试中心 嘉兴学院生物与化学工程学院

摘要： 引导锂离子流的均匀分布可以有效抑制锂枝晶的形成-生长,推动锂金属电池的产业化应用.本文采用化学插层法制备出单层或少层、结构完整的MoS2纳米片,将二维MoS2纳米片喷涂到静电纺聚丙烯腈(PAN)纤维膜上,制得MoS2@PAN复合隔膜.MoS2涂层的引入不仅提高了离子电导率(1.02 mS/cm)、Li+迁移数(0.59)和电解液亲和性,而且降低了复合隔膜的孔径,使其孔径分布均一.这些特性协同作用,调控了通过MoS2@PAN复合隔膜的Li+流分布,促进了Li+在锂金属表面的均匀沉积,抑制了锂枝晶的形成-生长.因此,MoS2@PAN复合隔膜组装的Li/Li电池在1 mA/cm2电流密度下以14 mV的超低过电位可稳定循环长达500 h,循环后的锂金属表面没有明显的枝晶生长.此外,MoS2@PAN复合隔膜组装的LiFePO4/Li电池在2C倍率下循环550次后保持92%的初始容量,表现出更稳定的循环性能.通过隔膜调节Li+通量实现了锂的均匀沉积,为抑制锂枝晶的形成-生长提供了一种可行的策略。