用添加的碳网电催化剂使硫电池的多硫化物加速回氧动力学成为可能
Yue Wang1, Yanjun Wang1, Chiwei Xu1
1National Laboratory of Solid State Microstructures (NLSSM), Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, People's Republic of China.
研究人员开发了添加碳 (phos-C) 来改进硫 (Na-S) 电池. 这种新的正极材料提高了硫的利用率和导电性,使得具有高容量和稳定的长寿命Na-S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:
- 离子电池主导储能,但在能量密度和成本方面存在局限性.
- 硫 (Na-S) 电池是有希望的替代品,因为硫的高容量和理论能量密度,解决稀缺问题.
- Na-S电池的主要挑战包括导电性差,阴极体积膨胀和聚硫化物穿效应.
研究的目的:
- 开发一种用于硫 (Na-S) 电池的新型阴极材料.
- 为了解决Na-S电池系统中导电性差和聚硫化物穿的局限性.
- 为了提高硫的利用率和电池的整体性能,以长期储存能量.
主要方法:
- 使用简单方法制造添加碳 (phos-C) 材料.
- 使用-C网络作为硫矩阵来封装硫和多硫化物.
- 在Na-S电池设备中将含硫的phos-C (S/phos-C) 作为阴极集成.
主要成果:
- -C网络有效地提高了硫的利用率和阴极导电性.
- 该材料通过吸收可溶性多硫化物 (Na2S2) 来减轻穿效应.
- 该S/phos-C阴极实现了高容量 (1034mAhg-1在0.1°C),优异的速率能力 (339mAhg-1在10°C),以及长时间的循环稳定性 (2000次循环在1°C,每次衰变为0.013%).
结论:
- 成功开发了一种用于制造碳 (phos-C) 的简单方法.
- S/phos-C 阴极在 Na-S 电池性能方面显著改善,包括容量,速率能力和周期寿命.
- 本研究提出了一种有效的策略,用于创建耐用和高性能Na-S电池,为大规模储能提供一个可行的替代方案.
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