用添加硫的聚烯二混合阴极,硫含量超高,用于高性能固态硫电池
Shaobo Ma1,2, Zhenjiang Yu2, Liguang Wang3
1Shandong Provincial Key Laboratory for Science of Material Creation and Energy Conversion, Science Center for Material Creation and Energy Conversion, Institute of Frontier Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Qingdao 266237, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|April 17, 2024
概括
本研究介绍了一种高性能固态硫电池 (SSLSB),使用添加硫阴极和混合固态电解质. 新设计增强了下一代储能系统的能量密度和安全性.
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:
- 固态硫电池 (SSLSB) 提供高能量密度和安全性,但面临着诸如慢动力学和接口问题等挑战.
- 现有的SSLSB在可逆容量和反应速度方面扎,这限制了它们的实际应用.
研究的目的:
- 通过解决动力和接口局限性来开发高性能SSLSB.
- 研究一种新型阴极和固态电解质对电池性能产生的协同效应.
主要方法:
- 合成了一种含有的硫化聚烯二阴极 (Se/S-S@pPAN),硫含量高 (60.9%).
- 使用混合固态电解质,由聚乙烯氧化物和Li7La3Zr1.4Ta0.6O12 (PEO-LLZTO) 组成.
- 在60°C时评估电化学性能,包括放电能力和循环稳定性.
主要成果:
- Se/S-S@pPAN阴极在0.1°C时显示出1042 mAh g−1的放电容量,在1°C时显示出445 mAh g−1的放电容量.
- 电解质PEO-LLZTO显示出优异的电化学性能和电极接触.
- 使用 PEO-LLZTO 的 LiFePO4 阴极在 1C 达到 158.9 mAh g−1,在 1000 个周期内保持 80% 的容量.
结论:
- 添加硫阴极和混合固态电解质的协同设计是实现高性能SSLSB的关键.
- 这种方法显著提高了反应动力学和界面稳定性,为先进的储能解决方案铺平了道路.
