高的MXene作为对先进的Li-S全电池的双功能调解器
Qi Liang1, Sizhe Wang1,2, Xiaomeng Lu3
1School of Materials Science and Engineering, Shaanxi Key Laboratory of Green Preparation and Functionalization for Inorganic Materials, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, China.
ACS nano
|January 9, 2024
概括
这项研究引入了一种新型高度MXene合石墨烯复合物 (HE-MXene/G@PP) 来解决硫电池 (LSB) 中的聚硫化物穿效应. 这种介质增强LiPS的氧化还原动力学,并促进稳定的沉积,以提高电池性能.
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:
- 硫电池 (LSB) 提供高能量密度,但受到聚硫化物穿效应的限制.
- 聚硫化物穿效应导致LSB的容量色和周期寿命较低.
- 现有的解决方案往往无法解决多硫化物捕获和均沉积的问题.
研究的目的:
- 开发一种用于LSB分离器修改的双功能调解器.
- 为了减轻聚硫化物穿效应并改善阳极稳定性.
- 提高 LSB 的整体性能和周期寿命.
主要方法:
- 制造一个高的MXene-doped石墨烯复合物 (HE-MXene/G@PP).
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算,现场拉曼光谱和电化学阻抗光谱 (EIS) 进行分析.
- 在各种条件下测试了材料的性能,在Lithium-N-Li对称细胞和LSB中进行测试.
主要成果:
- 该HE-MXene/G@PP复合物显示出高电导率和丰富的活性点,可以有效地捕获聚硫化物.
- "尾酒效应"和格子扭曲的协同效应促进了LiPSs快速的氧化还原反应和无树的沉积.
- 实现了优异的长期循环稳定性 (在1200个循环后每周期衰减0.026%/0.031%) 和 6000小时的稳定性Li DC 电池性能.
结论:
- 该HE-MXene/G@PP复合物有效地抑制了聚硫化物穿效应,并促进了均的沉积.
- 这种双功能调解器策略提供了一种有前途的方法,可以同时解决硫阴极和阳极的挑战.
- 开发的材料显著提高了高能量密度硫电池的循环寿命和稳定性.


