作为聚硫化物的双向催化剂,MOF衍生的MoC/WC异构结构使得高性能硫电池成为可能
Xingxing Zhang1, Fang Zhang1, Qingmei Su2,3
1School of Materials Science & Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi'an, 710021, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 4, 2024
概括
一种新的MOF衍生的催化剂有效地使硫酸在硫电池中的多硫化不运动. 这一突破提高了循环稳定性和能源效率,为实际的高性能储能解决方案铺平了道路.
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:
- 硫 (Li-S) 电池具有高能量密度和环境效益.
- 聚硫化物 (LiPSs) 的穿效应和低硫利用阻碍了Li-S电池的循环稳定性和能源效率.
- 使用催化剂有效地固定和转换LiPS对于实际的Li-S电池应用至关重要.
研究的目的:
- 合成一种新的双向催化剂,以增强LiPSs的固定和转换.
- 为了改善LiPSs的还原和氧化反应的催化活性.
- 为了加速动力学并提高Li-S电池的性能.
主要方法:
- 合成一种金属有机框架 (MOF) 衍生的MoC/WC@NC异质连接催化剂.
- 实验性表征和理论计算来评估催化活性.
- 在阴极和分离器之间集成的催化剂的Li-S电池的组装和测试.
主要成果:
- 这种MoC/WC@NC异构连接对LiPSs表现出极好的催化活性.
- 组装的Li-S电池具有高的初始放电容量 (在0.1°C时为1752.1mAh-1g) 和良好的速率性能 (在2°C时为783.2mAh-1g).
- 在1000个循环以1°C (0.062%每循环衰变率) 和>99%的库伦比效率后,获得了589.1 mAh g-1的特殊循环稳定性.
结论:
- 源自MOF的MoC/WC@NC异质连接作为Li-S电池的有效双向催化剂.
- 催化剂显著减轻了穿效应,并改善了硫的利用.
- 这一发展为高性能和稳定的Li-S电池提供了一个有前途的战略.
