石墨烯量子点修改的Co3O4/NiCo2O4黄多面体作为硫电池的聚硫化吸附硫宿主
Jing Xu1, Kehao Tao2, Yajun Zhu1,3
1Key Laboratory of Functional Molecular Solids, Ministry of Education, College of Chemistry and Materials Science, Anhui Normal University, Wuhu, Anhui 241002, P. R. China. jyliu@iim.ac.cn.
Chemical communications (Cambridge, England)
|January 14, 2025
概括
石墨烯量子点改性氧化物宿主通过减少聚硫化物穿和增强动力学来提高硫电池性能. 这种新型材料在各种条件下提供高容量和稳定的运行.
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) 电池具有高的理论能量密度,但受到多硫化物穿和缓慢反应动力学的阻碍.
- 开发有效的硫宿主对于克服这些局限性和推进Li-S电池技术至关重要.
研究的目的:
- 为Li-S电池设计一种新型的硫主体材料,可以减轻聚硫化物转运,提高电化学性能.
- 研究石墨烯量子点和特定金属氧化物在增强Li-S电池功能的作用.
主要方法:
- 制造一个石墨烯量子点 (GQD) 修改的Co3O4/NiCo2O4黄皮多面体作为硫宿主.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算来评估聚硫化物与宿主材料的结合亲和力.
- 电化学测试以评估Li-S电池的容量,速度性能和循环稳定性.
主要成果:
- 经GQD修改的Co3O4/NiCo2O4宿主表现出强烈的结合多硫化物 (Li2S4,Li2S6,Li2S8),由DFT计算证实.
- 由此产生的Co3O4/NiCo2O4/GQDs@S阴极在100个循环后实现了727mAhg-1的高容量.
- 该材料表现出良好的可回收率性能和在低温 (-5°C) 上具有良好的操作耐受性.
结论:
- 经GQD修改的Co3O4/NiCo2O4黄多面体有效抑制了多硫化物穿,并增强了Li-S电池中的反应动力学.
- 这种先进的硫宿主材料在开发适合各种操作条件的高性能,稳定的Li-S电池方面具有显著的前景.
