• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 發布時間:2021-09-14 11:14 原文鏈接: 鋰硫電池新突破!具備高能量密度等特征

      鋰硫電池由于高的理論容量和能量密度以及硫的低成本和環境友好等優勢被視為最有應用前景的高容量存儲體系之一。然而,Li-S電池的商業化應用仍面臨著固體硫化物的絕緣性,可溶性多硫化物的穿梭效應以及充放電過程硫的體積變化大等挑戰。這些問題通常導致硫的利用率低,循環壽命差,甚至一系列安全問題。如何在高含硫和高載硫條件下同時實現鋰硫電池高的質量容量、面容量、體積容量以及長循環壽命,已成為當前研究的熱點之一。

      高重力、同位和體積容量以及長壽命是緊湊空間中鋰硫 (Li-S) 電池應用的關鍵指標。硫磺宿主材料在實際部署中起著舉足輕重的作用。在此,一種由氮、銅焦多孔碳(NBC)上的鈷博里德(CoB)組成的新型異質結構納米片,通過熔融鹽輔助策略構建,使用ZIF-67封裝ZIF-8作為前體進行報道。CoB/NBC-S電極受益于二元硫化物CoB和多孔NBC之間的強內部電子相互作用,在超長1500周期中表現出出色的循環穩定性,平均容量低0.013%,高速為5攝氏度。 值得注意的是,高硫含量為82wt%的電極和5.8毫克厘米的高硫負荷+2提供 1309 mA h g 的重力能力+1,均容量為7.59 mA h cm+2,體積容量為1355 mA h cm+3在 0.1 C.良好的電化學性能可與所報告納米片硫陰極中的最先進的性能相媲美。本研究為金屬博里德異構納米片的設計提供了新的方法,實現了Li-S電池的能量密度和壽命。

      在國家自然科學基金(21975259, 21673241)、國家重點研發計劃(2019YFA0210403)和中科院戰略重點研究計劃(XDB20000000)的資助下,中科院福建物構所結構化學國家重點實驗室王瑞虎課題組利用ZIF-67包覆的ZIF-8作為前驅體,通過界面工程和形貌設計,構筑了一類異質結納米片(CoB/NBC)作為硫的主體材料。該異質結組份間的電子相互作用誘導了界面間電荷的重新分布,有效促進了電子/離子的傳輸和多硫化物轉化。CoB中的B和Co原子都能夠鍵合多硫化物,表現出雙親硫特性,提高了原子利用效應。CoB/NBC的高導電性和催化效應能夠促進多硫化物的氧化還原動力學,誘導Li2S的均勻沉積。CoB/NBC-S正極在高含硫和高載硫條件下,取得1309 mA h g-1的質量容量、7.59 mA h cm-2的面容量和1355 mA h cm-3的體積容量。該研究成果發表在Advanced Materials(Adv. Mater. 2021, 2102338, DOI: 10.1002/adma.202102338),第一作者是博士生李忠林。

      CoB/NBC異質結納米片的合成示意圖

    相關文章

    科研人員揭示鋰硫電池微觀反應“黑箱”

    記者6月24日從廈門大學獲悉,該校孫世剛院士、廖洪鋼教授團隊聯合華中科技大學黃云輝教授團隊等,借助自主開發的電化學原位液相透射電子顯微裝置,首次觀測到電極/電解液界面處由濃度驅動的相分離現象,并揭示了......

    研究揭示鋰硫電池中高濃度多硫化鋰界面層的形成與演化規律

    記者從廈門大學獲悉,中國科學院院士、廈門大學教授孫世剛,廖洪鋼教授團隊聯合華中科技大學教授黃云輝團隊等,在鋰硫電池中高濃度多硫化鋰界面層的形成與演化規律方面獲得新進展。相關研究成果6月17日發表于《自......

    鋰硫電池催化轉化及溶劑化調控方面取得重要進展

    近日,廣東工業大學輕工化工學院教授劉全兵團隊與新加坡國立大學單路通博士合作,在鋰硫電池催化轉化及溶劑化調控方面取得重要進展。相關成果發表于《德國應用化學》(AngewandteChemieIntern......

    高品質石墨薄膜強度和導電性刷新紀錄

    據最新一期《自然·通訊》雜志報道,韓國基礎科學研究所開發出一種突破性方法,可制備出毫米級晶粒、鏡面般光滑的石墨薄膜。晶粒尺寸約為傳統人造石墨的1萬倍,性能接近單晶石墨理論極限。這一成果有望推動高品質石......

    研究實現鋰硫電池在低溫下的高容量穩定循環

    近日,大連理工大學教授胡方圓團隊在低溫準固態鋰硫電池研究方面取得新進展。該研究針對鋰硫電池低溫下離子傳輸通道受阻與界面脫溶劑化能壘倍增的問題,基于動態溶劑化調控策略,設計了一種動態遷移-拖曳聚合物電解......

    研究實現了鋰硫電池在寬溫域穩定運行

    近日,大連理工大學教授胡方圓團隊在寬溫域鋰硫電池研究方面取得新進展。該研究針對鋰硫電池高溫條件下穿梭效應嚴重、低溫動力學緩慢和枝晶生長問題,基于分子工程策略,創制了具有氧化還原介質功能的聚合物刷材料,......

    新型高活性單原子催化劑提升鋰硫電池性能

    近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員陳劍團隊和研究員鄧德會團隊合作,在鋰硫電池硫正極單原子催化劑研究方面取得新進展,合成了一種新型P配位單原子Fe催化劑,提升了鋰硫電池性能。相關成果發表在《先進功......

    鋰硫電池用單原子催化劑研究獲進展

    鋰硫電池以硫轉換反應為核心,具有高能量密度和成本優勢,是下一代儲能技術頗有潛力的候選者之一。但在實際運行過程中,硫轉換反應的動力學通常較為緩慢,限制了電池的實際性能。單原子催化劑尤其是新興的高熵單原子......

    新型鋰硫電池突破高能和壽命“瓶頸”

    韓國電氣研究所下一代電池研究中心的科學家,成功攻克鋰硫電池在能量密度和循環壽命方面的關鍵技術瓶頸,研制出一款具有高能量密度和長循環壽命的大面積鋰硫電池原型。研究論文發表于《先進科學》雜志。鋰硫電池以硫......

    超快充鋰硫電池續航上千公里

    澳大利亞莫納什大學科學家研制出一款超快速充電鋰硫電池,可為長途旅行電動汽車和商用無人機供電。相關論文發表于新一期《先進能源材料》雜志。圖片來源:物理學家組織網研究人員表示,這款新型電池能量密度為傳統鋰......

  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频