解锁调制规则的异质接口工程诱导D频段中心在硫电池中的多硫化物转换
Wenbin Li1,2, Ni Wang1,3, Jingjie Pei1,2
1Institute of Advanced Electrochemical Energy and School of Materials Science and Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an, 710048, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|March 6, 2025
概括
研究人员确定了异质接口上的为硫电池的MOF衍生材料中的关键活性位点. 优化的d频段中心可提高聚硫化物转化和电池性能.
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:
- 硫 (Li-S) 电池面临硫 (S) 阴极的挑战,包括聚硫化物穿和低循环稳定性.
- 金属有机框架 (MOF) 衍生异构结构是硫阴极的有希望的宿主,但了解活性位点至关重要.
- 识别特定的活性中心及其对聚硫化物转换的影响是提高Li-S电池性能的关键.
研究的目的:
- 确定MoF衍生异构结构中的活性中心,用于Li-S电池.
- 阐明聚硫化物 (LiPSs) 转换上的异构结构的调制规则.
- 为了将异构结构特性与Li-S电池性能相关联.
主要方法:
- 合成ZIF-67衍生的CoSe2@CoSe0.25S1.75/NC和CoSe2@CoS2/NC纳米颗粒,这些纳米颗粒被化碳 (NC) 基质中固定.
- 描述五种不同的异构结构,以识别活性位点及其电子特性.
- 使用这些异构结构作为硫宿主的Li-S细胞的电化学测试.
主要成果:
- 在异质界面上的 (Co),而不是在单个阶段内,被证实是主要的活性中心.
- 异构中Co的d频段中心 (εd) 作为LiPS吸附和转换的描述符,表现出火山曲线与排放特定容量的关系.
- CoSe2@CoSe0.25S1.75异质接口显示出优异的Li+存储,在0.2°C时达到600mAhg-1的电容,在100个循环后保持73.3%,在300个循环中在1°C时,每个循环的低衰减率为0.083%.
结论:
- MOF衍生材料中的异构接口在Li-S电池的电化学性能中起着至关重要的作用.
- 调整活动中心的电子特性,特别是的d频段中心,是优化LiPS转换和增强电池容量和周期寿命的有效策略.
- CoSe2@CoSe0.25S1.75/NC代表了高级硫电池的高度有效的硫宿主.
