作为硫电池的硫宿主,Ce-Doped 三维 Ni/Fe LDH 复合材料作为硫电池的硫宿主

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,但遭受聚硫化物 (LiPS) 穿.
• 层状双氧化物 (LDH) 显示出 LiPS 定的潜力,但在导电性和活性位点方面存在局限性.
• 现有的硫宿主努力克服LiPS的穿效应,阻碍了LSB的商业化.

研究的目的:

• 为高性能LSB设计和合成一种新的硫宿主材料.
• 通过改善和转换动力学来解决LiPS穿问题.
• 提高LSB的电化学性能和循环稳定性.

主要方法:

• 制造一个金属有机框架衍生,离子合的LDH (Ce-Ni/Fe LDH) 与一个空洞的囊配置.
• 将硫加载到空洞的Ce-Ni/Fe LDH结构中,以创建S@Ce-Ni/Fe LDH.
• 在LSB中作为阴极材料的S@Ce-Ni/Fe LDH的电化学测试.

主要成果:

• 空洞的Ce-Ni/Fe LDH有效地捕获和定了LiPS,抑制了穿效应.
• 使用 S@Ce-Ni/Fe LDH 的 LSB 实现了高初始放电容量 (1207 mAh g^{-1 在 0.1 C,1056 mAh g-1 在 0.2 C).}
• 电池表现出了出色的循环稳定性,在1C下保持了1000个循环以上的性能.

结论:

• 设计的空洞囊Ce-Ni/Fe LDH结构是LSB的高效硫宿主.
• 在LDH中的Fe,Ni和Ce离子加速LiPS转化,并提供强大的定.
• 这项工作为开发具有增强电化学性能的先进LSB提供了有前途的战略.