g-C3N4/MoO3复合材料具有优化的晶面:一种协同吸附催化剂,用于提高硫电池的阴极性能
Kaining Wen1, Lin Huang1, Laitao Qu1
1Xi'an Key Laboratory of Clean Energy, Shaanxi Key Laboratory of Nanomaterials and Nanotechnology, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an, Shaanxi 710055, PR China.
Journal of colloid and interface science
|June 30, 2023
概括
研究人员开发了一种使用石墨碳化物 (g-C3N4) 和MoO3的新型分离器修改,以克服聚硫化物 (LiPS) 穿效应在硫电池 (LSB) 中. 这一策略提高了电化学性能和电池寿命.
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:
- 硫电池 (LSB) 提供高的理论能量密度,但受到多硫化物 (LiPS) 的穿效应和缓慢的氧化还原动力学限制.
- LiPSs的溶解和它们在电极之间不受控制的扩散导致容量衰减和周期寿命缩短.
研究的目的:
- 设计和实施使用石墨碳化物 (g-C3N4) 和MoO3复合物的分离器修改,以减轻LiPS穿效应并提高LSB性能.
- 研究g-C3N4/MoO3复合物的协同吸附和催化特性,以提高LiPS的转化和利用.
主要方法:
- 一种由石墨碳化物 (g-C3N4) 纳米片和MoO3纳米片组成的复合材料被合成并用于修改电池分离器.
- 修改后的分离器具有吸附和催化LiPS转化的能力.
- 用修改过的分离器对LSB的电化学性能进行了评估,包括初始容量,速率能力和长期循环稳定性.
主要成果:
- 该g-C3N4/MoO3修改分离器有效地通过与极性MoO3的化学结合捕获了LiPS,减少了它们的溶解.
- MoO3促进了LiPSs到硫酸盐的氧化,促进了快速转化到Li2S,而g-C3N4增强了电子运输和Li2S沉积/分解.
- 带有修改分离器的LSB在4C时表现出高初始容量542mAhg-1和特殊的周期稳定性,每周期700个周期的衰变率为0.0053%.
结论:
- g-C3N4/MoO3复合物的协同吸附催化效应提供了一个有效的策略来抑制LSB中的LiPS穿效应.
- 这种材料设计方法显著提高了硫电池的电化学性能和循环寿命.
- 该研究提供了一个有前途的材料设计策略,用于开发先进和稳定的硫电池技术.
