对于硫电池的压力工程兰-氧化物/减少氧化石墨烯分离器

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 (LiS) 电池具有高的理论能量密度,但面临着诸如缓慢的多硫化物转化和穿效应等挑战.
• 开发用于分离器的先进材料对于克服这些局限性并使商业应用成为可能至关重要.

研究的目的:

• 为了合成和描述一个La₂Ce₂O₇/rGO复合物,它是从MOF中衍生出来的,作为LiS电池的功能分离器修饰器.
• 研究复合材料中La3+和Ce4+的协同效应,以提高聚硫化物管理和Li+运输.

主要方法:

• 来自-双金属金属有机框架 (MOF) 的La₂Ce₂O₇/rGO复合物的合成.
• 用合成复合材料修改电池分离器.
• 具有修改分离器的LiS电池的电化学性能评估,包括容量保留和循环稳定性测试.

主要成果:

• 该La₂Ce₂O₇/rGO复合物证明了聚硫化物的选择性吸附,并由于活性位点和格子扭曲,加速了它们的转化.
• 中孔结构促进了更快的Li+运输,减少了极化.
• 带有修改分离器的LiS电池实现了高初始特异性容量 (1264.4 mAh g^{-1在0.2C) 和优异的容量保留 (75.5%在0.2C的100个循环后).}
• 观察到异常的循环稳定性 (在1C时每周期色0.09%),以及在高硫负载 (4.59毫克-2厘米) 下的性能.

结论:

• 该La₂Ce₂O₇/rGO复合物作为一个有效的聚硫化物电催化剂和分离器修饰剂.
• 这一策略显著提高了LiS电池的电化学性能和稳定性.
• 基于稀土的化合物显示出开发高性能LiS电池技术的前景.