成果简介
本文，湖北大学Tao Mei、Xianbao Wang等研究人员在《RSC Adv》期刊发表名为“Sheet-on-sheet ZnIn2S4@RGO-modified separators with abundant sulfur vacancies for high-performance Li–S batteries”的论文，研究通过在还原的氧化石墨烯上原位生长片状ZnIn2S4，设计了一种具有丰富硫空位（Vs）的新型片对片结构(Vs-ZIS@RGO)表面，用作高性能锂硫电池（LSB）隔膜上的功能层。
得益于片对片结构，隔膜表现出快速的离子/电子转移，能够支持快速的氧化还原反应。垂直有序的ZnIn2S4缩短了锂离子的扩散路径，不规则弯曲的纳米片暴露出更多的活性位点，从而有效地锚定多硫化锂（LiPS）。更重要的是，Vs的引入调节了ZnIn2S4的表面或界面电子结构，增强了对LiPS的化学亲和力，同时加速了LiPS的转化反应动力学。正如预期的那样Vs-ZIS@RGO改性隔膜在0.5C下的初始放电容量为1067 mA h g−1。即使在1C下，也能获得优异的长循环稳定性（500次循环710 mA h g–1），每个循环的超低衰减率为0.055%。这项工作提出了一种设计富含硫空位的片对片结构的策略，为合理设计耐用高效的LSB提供了一个新的视角。
图文导读
图1、Vs-ZIS@RGO合成路线示意图。
图2、（a） GO的SEM图像。（b）、（c） VS-ZIS@RGO的SEM图像。（d） 透射电镜、（e） HRTEM图像和（f） SAED与ZIS@RGO的模式。（g） ZIS@RGO和Vs-ZIS@RGO的XRD图谱。（h） GO、ZIS@RGO和Vs-ZIS@RGO的拉曼光谱。
图3、（a） 室温下ZIS@RGO和Vs-ZIS@RGO的EPR谱。（b） S 2p、（c） In 3d 和 （d） Zn 2p 的 ZIS@RGO 和 Vs-ZIS@RGO 的 XPS 光谱。
图4、Vs-ZIS@RGO//PP的结构表征
图5、电化学表征
图6、（a） 0.2°C时GO//PP、ZIS@RGO//PP和Vs-ZIS@RGO//PP的充电电压曲线。（b） PP、GO//PP、ZIS@RGO//PP和Vs-ZIS@RGO//PP在0.5C下200次循环的循环性能和库仑效率。（c） GO//PP、ZIS@RGO//PP和Vs-ZIS@RGO//PP在0.1至5C不同电流密度下的倍率能力。（d） 不同速率下Vs-ZIS@RGO//PP的充放电曲线。（e） 500次循环中Vs-ZIS@RGO//PP不同速率下的长期循环性能。
图7、Li2S6在（a）ZIS和（b）Vs-ZIS（102）表面上的优化配置示意图。（c） 基于Vs-ZIS在LiPS上的化学吸附和催化转化的协同机制。
小结
综上所述，通过在RGO表面原位生长片状ZnIn2S4，设计了一种具有丰富硫空位的新型片对片结构。得益于热处理过程中获得的丰富Vs，改性隔膜不仅提高了对LiPSs的化学亲和力，而且加速了LiPSs转化反应动力学。这项工作提出了一种设计具有丰富硫空位的片对片结构的策略，这为合理设计耐用高效的LSB提供了一个新的视角。
文献：
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