通过构建用于硫电池的双金属化合物,优化聚硫化的吸附催化转化
Liping Chen1, Runhua Wang1, Nan Li1
1Shaanxi Key Laboratory of Nanomaterials and Nanotechnology, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
双金属化物, (CuCo) Se2-NCNT,有效地抑制硫电池中的穿效应. 这种催化剂可以增强聚硫化的吸附和转化,从而提高电池的性能.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- -硫 (Li-S) 电池具有高的理论容量,但受到多硫化物的穿效应的影响.
- 催化剂设计对于通过促进氧化还原反应和降低聚硫化物稳定性来减轻这种效应至关重要.
- 由于可调节的电子结构,双金属化合物比单元材料具有更高的催化活性.
研究的目的:
- 设计和合成用于Li-S电池的新型双金属化物化碳纳米管催化剂.
- 为了研究 (NiCo) Se2-NCNT和 (CuCo) Se2-NCNT用于聚硫化物转换的催化性能.
- 阐明控制这些双金属化合物的催化活性的结构-性质关系.
主要方法:
- 合成双金属化物化碳纳米管复合材料: (NiCo) Se2-NCNT和 (CuCo) Se2-NCNT.
- 使用合成的催化剂对Li-S电池进行电化学表征.
- 对多硫化物的电子结构和吸附催化特性进行分析.
主要成果:
- (CuCo) Se2-NCNT催化剂证明了多硫化物的最佳吸附和催化转化.
- 在 (CuCo) Se2-NCNT 中的电子结构修改,包括向下移动的d带中心和增加的Co电子填充数,增强了催化活性.
- 基于 (CuCo) Se2-NCNT 的 Li-S 电池在 1C 达到 1051.06 mAh g-1 的高特异容量,在 4C 达到 838.27 mAh g-1 的高特异容量.
结论:
- 该研究强调了双金属化物,特别是 (CuCo) Se2-NCNT,作为Li-S电池的有效催化剂的潜力.
- 优化的电子结构和适度的吸附强度是高效的聚硫化物管理的关键因素.
- 这项工作为设计先进的催化剂提供了宝贵的见解,以提高Li-S电池的性能.
