一个双功能纤维支架植入无形Co2P作为高性能Li─S电池的阴极和阳极稳定剂
Gang Zhao1,2, Tianran Yan1, Lei Wang1
1Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Soochow University, 199 Ren'ai Road, Suzhou, Jiangsu, 215123, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|April 1, 2025
概括
这项研究引入了一种新型的碳纤维支架与无形化 (A-Co2P) 稳定硫 (Li-S) 电池. 该材料有效地抑制了聚硫化物穿和树的生长,从而实现了高速率和长寿命的性能.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硫 (Li-S) 电池面临聚硫化物 (LiPSs) 穿和树形成的挑战,这阻碍了它们的实际应用.
- 制定有效的策略来缓解这些问题对于推进高性能Li-S电池技术至关重要.
研究的目的:
- 设计和制造一种新的多孔碳纤维支架,嵌入无形化 (A-Co2P).
- 使用这种A-Co2P集成支架作为Li-S电池中的阴极和阳极双稳定器.
- 为了同时解决LiPS的穿和树的增长,以提高电池性能.
主要方法:
- 一种具有集成碳网和有嵌入A-Co2P的多孔结构的自支膜的制造.
- 材料的导电性,多孔性和A-Co2P的电子性质的描述.
- 组装和测试完整的Li-S电池,以评估电化学性能,包括容量,循环稳定性和树抑制.
主要成果:
- 嵌入的A-Co2P碳纤维支架显示出卓越的导电性,并为Li2S沉和Li沉积提供了均的空间.
- 该A-Co2P站点有效地吸附和催化LiPS,同时通过抑制树突形成来加强Li阳极的稳定性.
- 建造的全-S电池实现了6.6 mAh cm-2 (在8.5 mg cm-2硫负载下) 的高面积容量,其低容量衰变率为0.047%每周期超过800个周期.
结论:
- 嵌入的A-Co2P多孔碳纤维支架作为Li-S电池中阴极和阳极的有效双稳定剂.
- 这一策略成功地减轻了LiPS的穿和树的生长,为实用,高速率和长寿命的Li-S电池铺平了道路.
