一个双金属有机框架与Mn在MIL-101中的Cr) 对于硫电池
Shuo Chen1, Zhengfu Zhang1, Jinsong Wang1
1Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 27, 2023
概括
这项研究引入了一种新的双金属金属有机框架 (MOF) 阴极材料,用于硫电池 (LSB). 新材料通过最大限度地减少聚硫化物穿效应,显著提高了循环稳定性,提高了LSB的性能.
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:
- 硫电池 (LSB) 具有高能量密度,但由于聚硫化物穿效应,其周期稳定性不佳.
- 穿效应,即可溶性聚硫化物在电极之间迁移,导致容量色,并限制了实际应用.
研究的目的:
- 为LSBs开发一种新的阴极材料,可以抑制穿效应并增强循环性能.
- 研究双金属金属有机框架 (MOF) 的协同效应,以改善多硫化物吸附和催化活性.
主要方法:
- 一个双金属金属有机框架,MIL-101(Cr) 与 (Mn) 合,使用氧化合方法合成.
- 由此产生的Cr2O3/MnOx材料通过融扩散充满了硫,以创建含硫阴极.
- 在LSB中评估了新阴极材料的电化学性能.
主要成果:
- Cr2O3/MnOx-S 阴极在0.1°C时表现出高的第一循环放电容量,为1285 mAh·g−1.
- 观察到更好的循环性能,容量为721 mAh·g−1,在0.1 C的100个循环后保留了721 mAh·g−1.
- 双金属MOF在LSB中表现出优异的性能,与单金属MIL-101 (Cr) 相比.
结论:
- 通过MIL-101 ((Cr) 的物理固定有效吸附聚硫化物,而双金属Cr2O3 / MnOx复合物为改善LSB充电提供了催化活性.
- 这项研究提出了一个有前途的策略,用于设计高效的硫宿主材料,用于先进的LSB.
