Ti3C2T nanosheet@Cu/Fe-MOF 分离器用于高性能硫电池:一个实验和密度功能理论研究研究
Maryam Sadat Kiai1, Srikanth Ponnada2,3, Omer Eroglu4
1Center for BioNano Interactions, School of Chemistry, University College of Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland. maryam.kiai@ucd.ie.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|December 1, 2023
概括
使用MXene和金属有机框架 (MOFs) 的玻璃纤维隔离器上的新型涂层通过捕获多硫化物和防止树突成长,提高容量和稳定性,显著提高硫 (Li-S) 电池性能.
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,但由于聚硫化物穿效应和树状岩的形成,其容量会减弱.
- 现有的分离器限制了Li-S电池的实际应用.
研究的目的:
- 为高性能Li-S电池开发新的分离器涂层.
- 为了解决Li-S电池技术中的容量衰减和树石问题.
主要方法:
- 用Ti3C2Tx (MXene) 纳米薄膜涂层玻璃纤维隔离器,并与Fe-MOF或Cu-MOF相结合.
- 描述Li-S电池中修改分离器的电化学性能.
- 进行初始计算以了解聚硫化物解离的机制.
主要成果:
- 涂有MXene/MOF的分离器有效地捕获了多硫化物,并减轻了树状岩的生长.
- 带有Cu-MOF/MXene和Fe-MOF/MXene分离器的电池在300个循环后分别显示出1100和1131 mA hg-1的优越容量.
- 与裸体玻璃纤维分离器相比,观察到放电能力,库伦比效率和循环稳定性的显著改善.
结论:
- 开发的MXene/MOF涂层在提高Li-S电池性能方面非常有效.
- 结合MXene的导电性和MOF的选特性,为聚硫化物限制和树抑制提供了协同效应.
- 最初的计算证实了MXene在解离多硫化物中的作用,验证了实验观察结果.
