双金属和双极共有机框架阴极用于聚硫化物催化和捕获Li-S电池
Rui Wang1, Zeyu Zhang2, Xiaolong Cheng1
1Department of Chemical and Biological Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Hong Kong SAR, Kowloon, 999077, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 19, 2025
概括
新的双金属和双极共价有机框架 (COF) 有效地在硫 (Li-S) 电池中捕获多硫化物. 这种设计提高了电化学性能和稳定性,用于下一代储能.
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) 电池具有高能量密度,但受到聚硫化物穿和电导率差的影响.
- 这些问题限制了Li-S电池技术的实际应用.
研究的目的:
- 设计用于Li-S电池阴极的新型双金属和双极共价有机框架 (COF).
- 增强聚硫化物 (LiPSs) 捕获并改善转换动力学,以提高电池性能.
主要方法:
- 合成双金属 (Co/Ni) 和双极COFs.
- 电化学性能测试 (放电容量,循环稳定性).
- 现场光谱 (拉曼,质量),现场XPS和计算研究以阐明机制.
主要成果:
- 双金属COF复合材料实现了高放电容量 (在0.1°C时达到1420mAh-1g) 和优异的稳定性 (在1°C时2000个周期中每周期衰减0.024%).
- 观察到几乎完全抑制可溶性聚硫化物迁移.
- 双金属中心和双极脊柱的协同效应,以及层次的多孔性,解决了Li-S电池的关键挑战.
结论:
- 设计的COF有效地捕获LiPS并增强转换动力学,克服了Li-S电池的主要局限性.
- 这种协同机制为开发实用的高能量密度储能系统提供了一个有希望的途径.


