纳米结构的Li2S阴极用于硫电池
Hamid Mollania1,2, Chaoqi Zhang2, Ruifeng Du2
1Department of Electrical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad 9177948974, Iran.
ACS applied materials & interfaces
|December 5, 2023
概括
研究人员开发了一种新的硫化阴极,使用铁化物纳米颗粒在碳化物上. 这种先进的正极材料显著提高了硫电池的性能,并使稳定的/硫化全电池成为可能.
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:
- 硫电池提供高能量密度,但与硫阴极和金属阳极面临挑战.
- 硫化 (Li2S) 阴极与等替代阳极可以提高安全性.
- 开发稳定高效的Li2S阴极材料对于下一代电池至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成一种新的Li2S阴极材料,以提高硫电池的性能.
- 研究铁 (CoFeP) 和化碳 (CN) 复合宿主对Li2S的催化作用.
- 评估Li2S-CoFeP-CN阴极的电化学性能及其在/Li2S全电池中的应用.
主要方法:
- 在CoFeP/CN催化主体内合成Li2S纳米晶体,使用液体透-蒸发方法.
- 电化学表征包括循环电压测量,静电电荷-放电循环和电化学阻抗光谱学.
- 制造和测试/Li2S全细胞与开发的阴极和纳米线阳极.
主要成果:
- 2S-CoFeP-CN阴极的低激活屏障为2.56V,初始容量高达991 mA h gLi-1.
- 在800个循环中,每个循环的容量衰减率仅为0.029%,实现了特殊的循环稳定性.
- /Li2S全电池表现出高初始容量 (>900 mA h gLi-1) 和良好的循环性 (在150个循环中每周期衰减0.28%).
结论:
- CoFeP-CN复合物有效催化了Li2S转换,并减少了激活过量的潜力,使Li-S电池能够稳定地运行.
- 纳米结构的Li2S-CoFeP-CN阴极显示出对高能量密度和安全的电化学能量存储的重大承诺.
- 这项工作提出了通过合理的阴极设计来推进/Li2S电池技术的可行策略.
