扩展的纳米纤维纤维素电极绑定器:为精益电解质Li‒S电池脱聚硫化
Hyunseok Moon1, Jung-Hui Kim1, Nan Yao2
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Yonsei University, 50 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Seoul, 03722, Republic of Korea.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|April 7, 2025
概括
一种新的纤维素纳米纤维粘合剂通过防止多硫化物在精电解质中的聚聚类来改善硫电池. 这提高了能量密度和硫的利用,提高了电池的性能.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- -硫 (Li-S) 电池提供了潜在的能量,但由于高的电解质要求,它们面临能量密度限制.
- 精益电解质减少电解质体积,但可以恶化多硫化物 (LiPS) 聚合,阻碍性能.
研究的目的:
- 开发一种有效的电极粘合剂,用于薄电解质Li-S电池.
- 解决LiPS集群问题,提高硫的利用率和能量密度.
主要方法:
- 使用TEMPO氧化纤维素纳米纤维 (TOCN) 作为Li-S电池阴极中的粘合剂.
- 研究了TOCN纤维结构和葡萄糖间距对LiPS相互作用的影响.
- 测试的电池具有高硫负载和稀缺电解质条件.
主要成果:
- 即使在1%重量负载下,TOCN粘合剂也抑制了LiPS集群.
- 实现了高硫负载 (72 wt%) 和特定容量 (1221 mAh g-1).
- 在稀缺电解质条件下,证明了高细胞级能量密度 (503 Wh kg-1).
结论:
- TOCN是瘦电解质Li-S电池的一个有前途的粘合剂.
- 粘合剂的结构促进了LiPS的相互作用,提高了电化学性能.
- 与Li-S系统中的常规结合剂相比,实现了更高的能量密度.
