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大連化學物理所開發(fā)新型納米反應器 可顯著提高提高鋰硫電池性能

來源:科學網(wǎng)2020-04-20 我要評論(0 )   

近日,一項有關鋰硫電池的突破性研究論文發(fā)表在《先進能源材料》雜志上。中科院大連化學物理研究所(DICP)的劉健教授和吳忠?guī)浗淌陬I導的研究小組開發(fā)出了Fe1-xS修飾的介...

近日,一項有關鋰硫電池的突破性研究論文發(fā)表在《先進能源材料》雜志上。中科院大連化學物理研究所(DICP)的劉健教授和吳忠?guī)浗淌陬I導的研究小組開發(fā)出了Fe1-xS修飾的介孔碳球作為鋰硫電池陰極的納米反應器。

鋰硫電池具有較高的理論能量密度(2600瓦時每千克)和理論比容量(1675毫安時每克),被認為是一種有廣闊應用前景的高比能電池。但由于在充放電過程中硫的轉化反應動力學慢,導致硫的利用率不高、溶解現(xiàn)象嚴重,使得鋰硫電池的容量偏低,循環(huán)穩(wěn)定性差,大大限制了鋰硫電池的實際應用。如何合理設計電催化體系,在高負載硫正極的條件下高效穩(wěn)定地實現(xiàn)多硫化物的催化轉化,提高鋰硫電池的容量和壽命,是目前鋰硫電池應用發(fā)展的瓶頸之一。


研究人員從分子水平的設計角度出發(fā),設計出一種硫化物電催化劑顆粒修飾的碳球納米反應器,并將其應用于鋰硫電池的正極,成功構建了高催化活性的硫正極復合材料。該納米反應器質量密度低,孔隙率高,具有高度分散的電催化劑,顯著提高了對多硫化物的吸附、催化、轉化能力,在0.5 C的電流密度條件下,容量保持1070毫安時每克循環(huán)200圈幾乎沒有衰減。這種納米反應器結構的設計策略為研究納米空間中的離子遷移擴散,構建高容量、長循環(huán)壽命的金屬硫電池提供了新的思路。


相關論文信息:

https://doi.org/10.1002/aenm.202000651


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鋰硫電池納米反應器
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