硫 TiO2阳极的多层面接口工程,用于超快速和坚固的储存
Tingting He1, Qi An1, Manman Zhang1
1Key Laboratory of Catalysis and Energy Materials Chemistry of Ministry of Education & Hubei Key Laboratory of Catalysis and Materials Science South-Central Minzu University, Wuhan, 430074, China.
ACS nano
|February 9, 2024
概括
硫二氧化 (TiO2) 的接口工程提高了离子电池 (SIB) 的性能. 这种方法优化了电极-电解质和电极-电流采集器接口,提高了SIB的容量和稳定性.
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 (SIB) 是一个有前途的储能技术.
- 实际的SIB应用受到阳极材料动力学和界面不稳定性的限制.
- 二氧化 (TiO2) 是一种潜在的阳极材料,但需要提高性能.
研究的目的:
- 通过设计S-doped TiO2电极的接口来提高SIB中的储能性能.
- 调查硫和接口修改对电极动力学和稳定性的影响.
- 为了实现基于TiO2的SIB阳极的高容量,速率能力和循环稳定性.
主要方法:
- 具有硫/碳内置 (S/C@sTiO2) 的S-doped TiO2的多尺度接口工程.
- 使用以太电解质调节电极-电解质接口 (SEI).
- 通过化学相互作用形成一个Cu2S电极-电流采集器接口 (ECI).
主要成果:
- 硫注射显著提高了Na+扩散动力学.
- 一种以太电解质促进了薄,稳定和动力学上有利的SEI膜.
- 导电的Cu2S ECI充当活点和强化层,改善动力学和容量.
- S/C@sTiO2 电极在0.1 A g-1 时表现出 464.4 mAh g-1 的容量,在 50 A g-1 时表现出 305.8 mAh g-1 的容量,在 5 A g-1 时表现出 3000 个循环后 91.5% 的保留率.
结论:
- S-doping,优化的SEI和ECI的协同效应显著提高了SIB的性能.
- 设计的S/C@sTiO2电极表现出卓越的特定容量,速率能力和循环稳定性.
- 这项工作介绍了迄今为止报告的基于TiO2的电极中最好的整体SIB性能.
