增强的聚硫化捕获和转换通过无形结晶异构的MnO₂介层为Li-S电池

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) 面临着诸如多硫化物运输和缓慢的氧化还原动力学等挑战,限制了硫的利用率和能量密度.
• 需要有效的策略来缓解这些问题,以实现实际的LSB应用.

研究的目的:

• 为LSBs开发一个功能性的中间层,以解决聚硫化物穿问题,并提高电化学性能.
• 研究无形结晶异构MnO2 (ACM) 作为多硫化物捕获器和电催化剂的双重作用.

主要方法:

• 通过简单的化工艺制造无形晶体异构的MnO2 (ACM).
• 在LSB中集成ACM作为功能间层.
• 电化学特性包括速度能力,循环稳定性和在高硫负载下的性能.

主要成果:

• 该ACM中间层有效地捕获了多硫化物,并加速了接口电荷转移.
• 带有ACM的LSB表现出极好的速率性能 (1155.5 mAh·g-1在0.2 C,692.9 mAh·g-1在3 C).
• 显著的循环稳定性与低衰变率 (0.071%每周期超过500个循环) 和高容量保留 (92.3%后100个循环) 在高硫负载实现了.

结论:

• 无形晶体异构的MnO2作为先进的硫电池的高效中间层.
• 对异构结构的结晶调节的设计策略对其他电子设备和催化剂应用有希望.