高容量微米大小的Li2S颗粒作为先进的可充电离子电池的阴极材料
Yuan Yang1, Guangyuan Zheng, Sumohan Misra
1Department of Materials Science and Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, USA.
Journal of the American Chemical Society
|August 23, 2012
概括
硫化 (Li(2) S) 可以通过克服初始充电障碍来激活为可充电电池的高容量阴极材料. 这种方法可以实现高能效和稳定的循环性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫化 (Li(2) S) 的理论容量为1166 mAh/g,远远高于传统的阴极材料.
- 然而,由于高电阻和较差的离子运动性,Li(2) S通常在电化学上是不活跃的.
研究的目的:
- 研究Li(2) S的电化学不活性,并确定其激活的方法.
- 为了证明Li(2) S作为离子电池的高性能阴极材料的潜力.
主要方法:
- 在初始充电阶段应用更高电压的切断.
- 在多个循环中分析电化学行为和容量保留.
- 调查初始潜在障碍的起源.
主要成果:
- 在Li(2) S的初始充电过程中观察到一个显著的电位障碍 (~1V),可以通过更高的电压切断来克服.
- 在初始激活后,Li(2) S表现出稳定的循环性能,类似于传统的硫阴极.
- 10微米Li(2) S颗粒的初始放电容量超过800 mAh/g,在10个循环后稳定在500-550 mAh/g左右,衰变速率低 (~0.25%/循环).
- 这种障碍是由于Li(2) S.内的多硫化物核化,电荷转移和离子扩散造成的.
结论:
- 通过应用更高的电压切断来克服最初的充电障碍,有效地激活了电化学循环的Li(2) S.
- 2S是高特异能可充电离子电池的有希望的阴极材料,提供可扩展的激活策略.
