通过解剖酶/青铜TiO2的多硫化物有效调节异构结构/高性能硫电池的多聚烯复合材料
Jing Liu1, Yong Liu1, Tengfei Li1
1School of Materials Science and Engineering, Provincial and Ministerial Co-Construction of Collaborative Innovation Center for Non-Ferrous Metal New Materials and Advanced Processing Technology, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|June 10, 2023
概括
研究人员开发了一种新型的聚烯涂层TiO2异构结构,以改进硫 (Li-S) 电池. 这种功能性的硫宿主有效地抑制了穿效应,提高了电池的寿命和性能.
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 (Li-S) 电池具有高的理论能量密度,但面临着诸如低库伦比效率和低周期寿命等挑战.
- 聚硫化物 (LiPSs) 的"穿效应"和电极体积膨胀显著阻碍了Li-S电池的商业化.
- 开发先进的硫阴极主体对于固定LiPS和提高电化学性能至关重要.
研究的目的:
- 为高性能Li-S电池设计和合成一个功能性的硫主体材料.
- 调查新型宿主减轻LiPSs穿效应和改善电极导电性的能力.
- 评估使用新主机的Li-S电池的电化学性能,包括容量和循环稳定性.
主要方法:
- 一个聚烯 (PPy) 涂层的解剖酶/青铜TiO2 (TAB) 异构结构的合成.
- 描述TAB异构结构作为硫宿主材料的特征.
- 用TAB@S/PPy电极对Li-S电池进行电化学测试,包括容量测量和长期循环稳定性测试.
主要成果:
- 多孔的TAB异构结构有效地吸附并与LiPSs进行化学相互作用,抑制了穿效应.
- TAB的异构结构和PPy导电层促进了快速的Li+运输,并增强了电极导电性.
- 带有TAB@S/PPy电极的Li-S电池在0.1°C时达到1250.4mAhg-1的高初始容量.
- 证明了出色的循环稳定性,在1C下1000个循环后,每个循环的平均容量衰减率仅为0.042%
结论:
- PPy涂层的TAB异构结构作为Li-S电池中硫阴极的有效功能宿主.
- 这种材料设计策略成功地解决了穿效应,并提高了电化学性能.
- 开发的硫宿主为创造高性能和持久的Li-S电池提供了一个有前途的新途径.
