锂-硒电池的特点是体积容量与锂硫电池相当，而硒的电导率比硫高约1025倍，有利于高倍率性能。然而，它们也受到多硒化锂（LPS）和锂枝晶生长的“穿梭效应”的影响。

在此，南京大学胡征教授，Lijun Yang，Qiang Wu设计了一种多功能Janus隔膜，通过在商用聚丙烯（PP）隔膜的两侧涂覆分层氮掺杂碳纳米笼（hNCNC）和AlN纳米线来克服这些障碍。

文章要点

1）在室温下，采用Janus隔膜的锂硒电池表现出前所未有的高倍率性能（25 C下为331 mAh g⁻¹），并在500次循环后在3 C下保持408 mAh g⁻¹的高容量。此外，在-30至60°C的宽温度范围内实现了高保留容量，显示了在极端环境下的潜在应用。

2）优异的性能源于正极侧hNCNC的化学吸附和电催化抑制LPSes穿梭和负极侧导热AlN网络抑制锂枝晶生长的“1+1>2”协同作用，这可以很好地理解通过“桶效应”。因此，这种Janus隔膜提供了开发高性能锂硫属元素（Se、S、SeS₂）电池的总体策略。

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Yue Guo, et al, High-rate lithium-selenium batteries boosted by a multifunctional Janus separator over a wide temperature range of −30 to 60 °C, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202304551

https://doi.org/10.1002/adma.202304551