浙江大学《ACIE》：含聚吡咯@硫纳米球的还原氧化石墨烯纤维正极的协同界面结合用于柔性储能

1成果简介

开发具有高能量密度和良好机械柔性的柔性锂-硫电池具有重要意义。本文，浙江大学夏新辉研究员、南京工业大学暴宁钟、电子科技大学Yongqi Zhang等研究人员在《Angew. Chem. Int. Ed》期刊发表名为“Synergistic Interfacial Bonding in Reduced Graphene Oxide Fiber Cathodes Containing Polypyrrole@sulfur Nanospheres for Flexible Energy Storage”的论文，研究提出一种协同界面结合增强策略来构建柔性纤维状复合阴极，其中聚吡咯@硫（PPy@S）纳米球通过简单的微流控组装方法均匀地植入自组装还原氧化石墨烯纤维（rGOFs）的内置空腔中。

在这种结构中，硫纳米球和多硫化锂协同地以碳和聚合物界面为主体，它们协同作用以提供增强的界面化学键合，从而赋予正极良好的吸附能力、快速的反应动力学和优异的机械柔性。实验结果显示，PPy@S/rGOFs正极表现出增强的电化学性能和高倍率性能。研究人员通过COMSOL多物理模拟和密度泛函理论(DFT)计算阐明了其出色电化学性能的机理。此外，还组装了柔性Li-S软包电池，其在0.2 A/g下提供了5.8 mAh/cm2的高面容量。这项工作为柔性电池先进正极的制备提供了一种新的策略。

2图文导读

图1、PPy@S/rGOF制备流程

图2、PPy@S/rGOFs表征

图3.（a）计算吸附能的总结和（b）使用S8、Li2S、Li2S2、Li2S4、Li2S6和Li2S8的PPY的电荷密度差分析。（c） Li-S袋式电池的充电/放电曲线和（d）循环性能基于PPy@S/RGOFS电极。（e） 大尺寸PPy@S/RGOFS照片。（f）基于RGOFS的Li-S袋式电池柔性PPy@S/弯曲和正常状态下图片

3小结

综上所述，本文已经验证了一种协同界面键合增强策略，该策略可通过简易的微流体组装方法为LSB制备高级柔性纤维形状复合阴极。令人印象深刻的是，PPy@S纳米球均匀地植入自组装RGOF的内置腔中，以产生柔性PPy@S/具有蛋卷结构的RGOFS阴极。优异的机械柔性、良好的导电性和高硫负载在PPy@S/RGOF阴极。该工作中提出的策略为高性能柔性储能装置的制造提供了新的见解。

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