高性能Li-S电池具有最小的穿效应:溶解的多硫化物与元素硫的不成比例,由双功能碳主体催化
Dantong Qiu1, Xiaoxiao Zhang1, Dong Zheng1
1Department of Mechanical Engineering, College of Engineering and Applied Science, University of Wisconsin-Milwaukee, 3200 N. Cramer Street, Milwaukee, Wisconsin 53211, United States.
一种来自原始丝的新型双功能碳材料通过最大限度地减少穿效应,显著提高硫 (Li-S) 电池的性能. 这种先进的碳催化剂促进了聚硫化物转化,并改善了硫的储存,使周期寿命更长.
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,但受到聚硫化物穿效应的影响,限制了循环寿命.
- 开发先进的阴极材料对于克服Li-S电池的局限性至关重要.
研究的目的:
- 开发一种双功能碳材料,减轻Li-S电池中的穿效应.
- 通过改进硫储存和聚硫化物管理,提高Li-S电池的循环寿命和电化学性能.
主要方法:
- 通过在800°C的碳化,从原始丝中合成一种双功能碳材料.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和高性能液态色谱 (HPLC) 进行碳材料结构和化学功能的表征.
- 使用合成的硫/碳复合物制造Li-S硬币和袋细胞的制造和电化学测试.
主要成果:
- 双功能碳材料有效催化了多硫化物与元素硫的不成比例,最大限度地降低了电解质降解.
- 蜂巢孔隙结构在物理上捕获多硫化物,并适应硫体积膨胀.
- -S袋式电池显示出高可逆容量超过1000mAhg-1在100个循环后与最小的穿效应.
结论:
- 开发的原始丝衍生的碳材料,具有独特的催化和结构性质,显著提高了Li-S电池的性能.
- 这种方法为实现长周期寿命和高性能Li-S电池提供了一个有希望的策略.
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