用于硫电池的多功能分离器的制造,该分离器包含冠-聚氧甲酸超分子化合物
Xinyuan Jiang1, Yuchao Wu1, Zengxiang Lv1
1School of Chemistry & Chemical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, 225002, Jiangsu, People's Republic of China.
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|August 6, 2024
概括
这项研究引入了用于硫电池的新型聚氧甲 (POM) 和皇冠乙烯复合物. 这种新材料通过防止催化剂损失和抑制聚硫化物穿效应来提高电池性能.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚氧甲酸盐 (POMs) 由于其电子海绵特性,在硫 (Li-S) 电池中显示出有前途的催化剂.
- 一个关键的挑战是电化学减少后POMs溶解到电解质中,导致催化剂损失和性能降低.
研究的目的:
- 通过固定POM来开发Li-S电池的稳定高效的催化剂系统.
- 为了增强电池分离器内的离子运输和聚硫化物捕获.
主要方法:
- 通过将18-crown-6 (CR6) 与K3PW12O40 (KPW) 合并,合成了一种新的超分子化合物.
- 通过将KPW-CR6化合物与石墨烯氧化物 (GO) 结合,制造出一个多功能复合聚烯分离器 (KPW-CR6/GO/PP).
- 研究了Li-S电池中复合分离器的离子传输,聚硫化物捕获和催化活性.
主要成果:
- 该KPW-CR6/GO/PP分离器有效地固定了POM,创建了离子运输通道并增强了Li+迁移.
- 复合材料分离器显示出显著的聚硫化物捕获能力,抑制了穿效应并保护了阳极.
- 使用新型分离器的Li-S电池表现出增强的容量 (1073.3 mAh g-1在1.0 C) 和改进的循环稳定性 (250 个循环后保持 81.5%).
- 具有高硫负载 (3.2 mg cm-2) 的电池在0.5°C时显示出543.4 mAh g-1的初始容量,在160个循环后保持89.8%的容量.
结论:
- 开发的皇冠以太POM超分子材料为稳定Li-S电池中的POM催化剂提供了一个有前途的策略.
- 复合材料分离器有效地解决了催化剂溶解和聚硫化物穿问题,从而提高了电池的性能.
- 这项工作突出了基于POM的超分子材料在先进的能量存储系统中的实际应用潜力.
