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Updated: Jul 6, 2025

Zinc-Sponge Battery Electrodes that Suppress Dendrites
Published on: September 29, 2020
阳离子调节的硫转化在高含量碳层的封闭硫阴极中最大化了K-S电池的电压和速率能力
Zuobei Jiang1, Na Li1, Lingyi Li1
1School of Material and Energy, Guangzhou Key Laboratory of Low-Dimensional Materials and Energy Storage Devices, Guangdong University of Technology, Guangzhou, 510006, China.
这项研究介绍了高含量小分子/共价硫 (SMCS) 限制在碳层的硫 (K-S) 电池. 这项创新可实现高效的固态硫转化,提高电池性能和寿命.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫 (K-S) 电池对大规模储能充满希望.
- 小分子/共价硫 (SMCS) 为聚硫化物穿效应提供了一个解决方案.
- 目前SMCS的局限性包括含量低,动力迟缓和放电潜力低.
研究的目的:
- 通过增加SMCS含量和改善反应动力学来提高KS电池的性能.
- 在K-S系统中研究新的固态硫转化机制.
- 开发一个具有高容量和长周期寿命的KS电池阴极.
主要方法:
- 在轮碳层中共同沉积SMCS,以达到高硫含量 (≈74.1%).
- 使用SMCS@C阴极和KFSI-EC/DEC电解液组装K-S电池.
- 电化学测试包括循环性能,能量密度和功率密度测量.
- 使用电化学分析进行机制研究,以了解离子扩散和反应途径.
主要成果:
- 在SMCS@C阴极中达到高SMCS含量≈74.1%的重量%.
- 经过阳离子调节的两个高原固态硫转化化学证明.
- 观察到一个新的高放电潜力高原在2.5-2.0V.
- 在1000个循环后,在3 A g-1时达到384 mAh g-1的显著可逆容量.
- 报告的全电池能量和功率密度分别为72.8 Wh kg-1和873.2 W kg-1.
结论:
- 开发的SMCS@C阴极显著提高了K-S电池的性能.
- 扩大的碳层空间有助于K+-FSI−离子对的扩散,增强动力学.
- FSI−离子在调节现场固态硫转化方面发挥着至关重要的作用,从而实现了高效的能量储存.
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