合电子催化调节全合一 VN/B2O3陶使得Li-S电池中的多硫化物能够快速转化
Ruiqing Liu1,2, Chenxu Tian1, Xiaoyu Wang1
1State Key Laboratory of Flexible Electronics (LoFE) & Institute of Advanced Materials (IAM), School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|February 24, 2026
概括
研究人员开发了一种新的类似巢的多孔陶 (VNBO) 来增强硫 (Li-S) 电池. 这种材料改善了多硫化物的转化和硫的利用,为先进的储能解决方案铺平了道路.
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) 电池提供高能量密度,但面临诸如缓慢的多硫化物 (LiPSs) 转化和低硫利用等挑战.
- 现有的Li-S电池设计在有限的实用负载和低效的电化学性能方面扎.
- 开发先进的阴极材料对于克服这些局限性和实现Li-S电池的潜力至关重要.
研究的目的:
- 为增强的Li-S电池阴极设计一个集成的多孔陶材料.
- 为了研究化 (VN) 和三氧化 (B2O3) 在一个新的 VNBO 结构中的协同效应.
- 改善LiPSs转换动力学,抑制穿,并提高Li-S电池的整体电化学性能.
主要方法:
- 通过自下而上的烧结-扩散工艺制造类似巢的多孔VN/B2O3 (VNBO) 陶.
- 描述VNBO陶的结构,导电性和催化活性.
- 在Li-S电池配置中对2-VNBO@S阴极进行电化学测试,包括循环稳定性和高硫负载.
主要成果:
- 集成的VNBO陶提供了导电框架,最大限度地降低了界面电阻,并加速了LiPS的氧化还原动力学.
- 在VN纳米单元作为催化中心,而B2O3促进层次结构和调节异面接口.
- 2-VNBO@S阴极实现了高容量 (1187.2 mAh g-1 在0.5 C,944.3 mAh g-1 在3 C) 和优异的稳定性 (每周期衰变0.054%),即使在高硫负载 (557.9 mAh g-1 在4 mg cm-2).
结论:
- 在VNBO材料中的协同电子催化调节有效地抑制了LiPS的穿,并实现了快速,可逆转换.
- 开发的 VNBO 陶代表了 Li-S 电池中高能和催化活性硫阴极的强大设计策略.
- 这项工作为推进下一代高能储能系统提供了一个有希望的途径.
