针对极速充电硫电池的2S的定制导向沉积
Jeong-Hoon Yu1, Byong-June Lee1, Shiyuan Zhou2
1Department of Energy Science and Engineering, Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), Daegu 42988, Republic of Korea.
ACS nano
|November 7, 2024
概括
研究人员开发了一种硫 (Li-S) 电池的新策略,通过控制硫化 (Li2S) 沉积,实现极速充电 (XFC). 这一突破提高了硫的利用率和电池性能,用于先进的储能应用.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫 (Li-S) 电池具有较高的理论能量密度,但由于隔热硫化物 (Li2S) 沉,由于充电速度缓慢而受到限制.
- 在Li-S电池中,速度决定的步骤是Li2S的沉/溶解,阻碍了硫的利用,特别是在高充电速度下.
研究的目的:
- 开发一个面向 Li2S 沉积策略,以实现 Li-S 电池的极速快充 (XFC).
- 通过控制电极基板的特性来提高硫的利用率和循环稳定性.
主要方法:
- 通过低热性降解化伊米达酸框架合成了添加的,具有石墨相的等级性多孔碳.
- 工程电极基板具有受控的孔隙性,电子导电性和点,以引导Li2S沉积.
- 研究了 Li2S 纳米晶体在 (002) 主导的石墨层之间 (110) 偏好的生长.
主要成果:
- 实现了极端快速充电 (XFC) 功能,Li-S电池在5C (12分钟) 时充/放电.
- 证明了出色的循环稳定性,在1000个循环中保持82%的容量.
- 在高硫负载 (8.3 mg cm−2) 和低电解质/硫比 (3.8 mL mg−1) 条件下获得高面积容量 (>7 mAh cm−2).
结论:
- 定向的Li2S沉积策略通过指导另一种生长途径,有效地减轻电极被动化.
- 开发的碳基板协同控制孔隙性,导电性和点,提高了Li-S电池的性能.
- 这种方法使高性能Li-S电池适用于要求快速充电和长周期寿命的苛刻应用.
