用于具有增强电化学性能的Li-S电池的化Zr-MOF修饰分离器
Yang-Jie Wang1, Lei Cao2, Hai-Xin Li1
1School of Chemistry and Materials Science, Key Laboratory for Functional Materials Chemistry of Guizhou Province, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, PR China. jlzhuang@xmu.edu.cn.
Nanoscale
|December 10, 2025
概括
将引入基于的金属有机框架 (MOF) 显著提高了硫电池的性能,通过抑制聚硫化物穿. 与UiO-66.6相比,UiO-66-4F修改分离器显示出更高的容量和循环稳定性.
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:
- 对新能源解决方案的需求推动了对先进电池技术的研究.
- 硫 (Li-S) 电池具有高的理论能量密度,但受到聚硫化物穿效应的影响.
- 金属有机框架 (MOFs) 被探索为分离器修改以提高电池性能.
研究的目的:
- 合成和评估基于Zr的MOFs (UiO-66-4F和UiO-66) 用于修改硫电池分离器.
- 研究MOF中的替代对Li-S电池电化学性能的影响.
- 评估能减轻聚硫化物穿效应的能力.
主要方法:
- 使用ZrCl4,H2BDC-4F和H2BDC进行UiO-66-4F和UiO-66的溶热合成.
- 在商业Celgard分离器上涂上合成的MOF.
- 组装的Li-S电池的电化学测试,包括在各种电流密度和硫载荷下循环性能和容量保留.
主要成果:
- 与UiO-66.6相比,UiO-66-4F修改分离器表现出优越的电化学性能.
- 在0.5C时,UiO-66-4F电池实现了1182.9 mAh g-1的初始放电容量,并在1000个循环后保留了400.7 mAh g-1.
- 即使在高硫负载 (4毫克/厘米-2),UiO-66-4F电池也保持了高可逆容量961.28 mAhg-1.1.
- UiO-66-4F表现出更好的循环稳定性和更低的容量衰减率.
结论:
- 在UiO-66-4F中吸收电子的组有效地抑制了聚硫化物穿效应.
- 化MOF修改显著改善了Li-S电池的循环性能和容量保留.
- UiO-66-4F为增强Li-S电池技术的实际应用提供了一个有前途的战略.
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