高性能リチウム硫黄電池のための超薄ポリミド共性有機枠ナノシートのスケーラブル合成
Haiyan Duan1,2,3, Ke Li3,4, Mo Xie1
1College of Chemistry and Materials Science, Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional Supramolecular Coordination Materials and Applications, Jinan University, Guangzhou 510632, China.
Journal of the American Chemical Society
|November 3, 2021
まとめ
研究者はリチウム硫黄電池 (LSB) の高度なホストとして超薄の2Dポリミドナノシートを開発しました. これらの材料は,ポリ硫化物の溶解を抑制することで,バッテリーの容量と安定性を大幅に改善します.
科学分野:
- 材料科学
- 電気化学
- エネルギー貯蔵
背景:
- リチウム硫黄電池 (LSB) は,リチウムポリ硫化物の溶解とシャトル効果を防ぐために高度なホスト材料を必要とします.
- 2D共性有機フレームワーク (COF) はLSBにとって有望ですが,その性能は向上する必要があります.
研究 の 目的:
- リチウム硫黄電池の性能を向上させるための新型多孔材料を開発する.
- LSB の硫黄宿主として超薄の2Dポリミドナノシート (PI-CON) を合成し,特徴づけること.
主な方法:
- ポリイミドCOF (PI-COF) の合成,ラメラ構造
- PI-COFを超薄の2Dポリミドナノシート (PI-CON) に剥製する.
- LSBにおける硫黄宿主としてのPI-COFとPI-CONの電気化学的評価
主要な成果:
- PI-COFとPI-CONは高容量 (0.1°Cで1330mAと1205mAhg−1) を示した.
- 優れた速度能力が観察されました (4°Cで620と503mA hg−1).
- PI- CONは0. 2°Cで96%の容量を維持した.
結論:
- カーボニル基を持つ超薄2DCOFナノシートは,高性能LSBのための効果的なホスト材料です.
- 酸素とリチウムの相互作用が 電気化学的性能を高めます
- 開発されたPI-CONは,LSBの最も報告された有機/ポリマーカソッドを上回ります.
