Производительность литий-серных батарей будет значительно улучшена!

Литий-серные батареи имеют характеристики большой теоретической емкости и высокой плотности энергии, а также широкий спектр источников серы и экологически чистых материалов. Ожидается, что они станут следующим поколением высокопроизводительных литий-ионных аккумуляторов. Однако при его коммерческом применении по-прежнему существует множество технических проблем, таких как низкая проводимость твердых сульфидов, челночный эффект растворимых полисульфидных промежуточных соединений и большие изменения объема во время процессов заряда и разряда.

В настоящее время исследователи изучили множество способов решения вышеуказанных проблем:

(1) Повышение проводимости и подавление диффузии полисульфида за счет конструкции электродной конструкции;

(2) Подавление эффекта челнока путем регулирования состава электролита, структуры сепаратора и связующего компонента;

(3) Защита поверхности металлического литиевого отрицательного электрода для предотвращения побочных реакций полисульфида и лития.

Несмотря на это, проблема необратимой потери действующего вещества полностью не решена. Недавно Гуо Шаоцзюнь, исследователь из Пекинского университета и доктор наук Чжан Елун, объединил химию дефектов с литий-серными батареями. Впервые понятие «положительно заряженные вакансии серы» было введено в систему литий-серных аккумуляторов, и впервые были синтезированы 1T-фаза MoS2 и положительный заряд. В гибридном материале MXene / 1T-2HMoS2-C вакансии серы используется большое количество «положительно заряженных вакансий серы» для эффективного закрепления отрицательно заряженных полисульфидных анионов, обеспечивая быстрые пути электронной проводимости с использованием 3D MXene и 1TMoS2.

Этот материал демонстрирует отличные электрохимические свойства. При уровне тока 0,1 C литий-серная батарея таблеточного типа имеет удельную емкость 1194,7 мАч / г при скорости 0,5 C, после 300 циклов емкость батареи может поддерживаться на уровне 799,3 мАч / г только с 0,07% затухания на оборот, литий-серная батарея с мягкой упаковкой, собранная из этого материала, может обеспечить стабильный цикл в 40 циклов.

В этой работе спроектирован не только фазовый интерфейс 1T / 2H, богатые положительные электрические вакансии S, трехмерный проводящий каркас MXene, а также комбинированная физическая адсорбция, хемосорбция, химия дефектов и катализ на границе раздела с использованием MXene / 1T-2HMoS2-C. его ограниченный эффект закрепления делает возможным быстрое обратимое превращение полисульфида, что обеспечивает эффективный метод создания катодных материалов для литий-серных батарей. Он дает идеи для разработки высокопроизводительных литий-серных батарей и открывает недостатки в химии и литии. Органическое сочетание серных батарей имеет решающее значение при разработке и практическом использовании литий-серных батарей.

Страница содержит содержимое машинного перевода.