在SPAN阴极中重新配置的In-S协调:解锁高硫利用率和实用Li‒S电池的快速动力学

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:

• 硫化聚烯 (SPAN) 是一个有前途的阴极材料,用于高能量密度的硫 (Li-S) 电池.
• 传统的SPAN表现出缓慢的转换动力学和有限的硫利用,特别是在高硫负载下.

研究的目的:

• 引入可重新配置的-硫 (In-S) 协调策略,以动态调节SPAN中的硫结合状态.
• 为了提高基于SPAN的Li-S电池阴极的电化学性能.

主要方法:

• 将非晶体In-S网络纳入SPAN,以可逆固定和释放硫.
• 结构分析以确认原子分散的In-S协调,没有不活的晶体相.
• 在实用的高负荷和薄电解质条件下对In-S协调的SPAN阴极进行电化学测试.

主要成果:

• 获得了47.4%的活性物质含量,仅添加了1.18%的.
• 优化的In5-SPAN阴极提供了1048 mAh·g-1的高特异容量,在0.5 A g-1.1时.
• 与最先进的SPAN阴极相比,在精益电解质和高负载条件下表现出卓越的性能.

结论:

• 可重新配置的 In-S 协调策略有效地加速了氧化还原反应,并抑制了 SPAN 阴极中的相分离.
• 这种新的方法为开发下一代具有高能量密度和延长周期寿命的Li-S电池提供了途径.