中山大学考研，中山大学考研分数线2023
高精密仿生模型的开发在电化学储能领域具有重要意义，但仍是一个挑战。高硫含量的锂硫电池和高硫负载阴极是满足快速增长的电子设备需求的迫切要求。但此类正极材料普遍存在硫团聚量大、结构无孔、导电性不强等问题，导致容量衰减快、硫利用率低。本文以粗面内质网为灵感，通过硫化反应制备了二维聚苯乙烯(PS)刷基(G-g-PS)超高硫含量(96 wt%)复合材料(G-g-sPS@S)。纳米片表面硫化的PS侧链及其S8复合材料可以有效地提供硫种，而纳米片间的间隙孔可以为硫种的氧化还原反应提供快速的传质通道。此外，高硫硫化PS侧链能够有效抑制多硫化物的穿梭效应，调节其氧化还原过程。有了这些优点，具有G-g-sPS@S阴极的电池在2℃下表现出每循环0.02%的超低衰变率，即使在高硫负荷10.5 mg cm−2的情况下，也能提供12.6 mAh cm−2的优越面积容量。
图文简介
粗面内质网启发制备聚苯乙烯刷基超高硫含量复合材料(G-g-sPS@S)。a)粗面内质网是活细胞中不可缺少的细胞器，是仿生设计的原型。其膜表面的核糖体可以通过生化反应有效地提供蛋白质，而其层间间隙可以快速运输蛋白质。b)我们G-g-sPS@S的粗糙内质网启发结构可以有效地提供和快速运输
G-g-sPS@S的合成及形态表征。a) G-g-sPS@S合成路线。(b) GO， (c) G-g-PS和(d) G-g-sPS@S的SEM图像。e-i) G-g-sPS@S的TEM图像和元素映射图像。
动力学和多硫化物吸附测量。(a)G-g-sPS@S，(b) G/sPS@S，和(c) G- G- ps -s -155阴极的CV曲线扫描速率从0.1到0.4 mV s-1。d)恒流充放电测试前100 kHz至0.01 Hz的EIS曲线，(e) 0.2 C时的恒流充放电曲线，以及(f) Li-S的QH和QL容量，电池基于G-g-sPS@S, G/sPS@S和G- G- ps -s -155阴极。g) 5 mmol L-1 Li2S6在1,3-二草烷/二甲醚溶剂中用g- g- sps和还原氧化石墨烯吸附6小时后的紫外可见光谱和数字图像(插图)。h) G-g-sPS@S阴极电池充放电过程中获得的原位时间分辨拉曼光谱，以及(i)所选不同阶段的拉曼光谱。
锂- s电池的速率和循环性能。a)含硫量为2 mg cm-2的G-g-sPS@S、G/sPS@S和G- G- ps -s -155阴极锂-s电池的速率性能。b)含硫量为2 mg cm-2的G-g-sPS@S阴极在1和2时Li- s电池的长期循环性能。
G-g-sPS@S， (d) G/sPS@S和(e) G- G- ps -s -155阴极在1C循环测试100次后。f)分别具有5.5、7.8和10.5 mg cm-2高硫负荷的G-g-sPS@S阴极的循环性能。g)综合考虑硫含量、含硫量、面积容量等关键参数，将G-g-sPS@S阴极与目前最先进的锂离子电池进行性能比较。
论文信息
论文题目：Rough Endoplasmic Reticulum Inspired Polystyrene Brush-Based Superhigh Sulfur Content Cathodes Enable Lithium-Sulfur Cells with High Mass and Capacity Loading
通讯作者：吴丁财
通讯单位：中山大学
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