在高性能Li-S电池的共价有机聚合物表面工程
Bing-Yi Lu1,2, Zhi-Peng Chen1, Hong-Rui Wang3
1Advanced Catalytic Engineer Research Center of the Ministry of Education College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha, 410082, China.
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|June 10, 2023
概括
同价有机聚合物 (COP) 的表面工程提高了硫 (Li-S) 电池的性能. 在COP中增加孔壁极性有效地抑制了聚硫化物穿,提高了能量存储能力和寿命.
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,但受到聚硫化物穿和活性物质损失的限制.
- 开发有效的阴极材料对于克服这些挑战和推进Li-S电池技术至关重要.
研究的目的:
- 调查体有机聚合物 (COP) 中孔壁极性对Li-S电池阴极性能的影响.
- 在基于COP的硫宿主中探索极性,纳米限制和表面工程的协同效应.
主要方法:
- 试验合成和特征COP材料与量身定制的孔壁极性.
- 在Li-S电池中基于COP的阴极的电化学测试.
- 理论计算以阐明聚硫化物相互作用和限制的机制.
主要成果:
- 增加COP中的孔表面极性显著改善了Li-S电池的性能.
- 在COP中观察到两极分化的功能和纳米限制之间的协同效应.
- 取得了卓越的库伦比克效率 (99.0%) 和最小的容量衰减 (0.08%在1.0°C的425个周期).
结论:
- 通过增强孔壁极性来提高COP的表面工程是开发先进Li-S电池的可行策略.
- 极化COP作为有效的硫宿主,促进活性物质的高利用率,并抑制聚硫化物转运.
- 这项研究为Li-S能量存储系统中的未来高性能阴极材料提供了设计指南.
