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莲藕型碳纤维网络提高锂存储性能技术研究_亚博app买球安全
2021-01-31 [15967]
本文摘要:【章节】在过去10年中,为了给新兴的电动汽车和移动电子产品带来动力,低能量密度材料的市场需求大幅度提高,高性能的充电电池也备受瞩目。

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【章节】在过去10年中,为了给新兴的电动汽车和移动电子产品带来动力,低能量密度材料的市场需求大幅度提高,高性能的充电电池也备受瞩目。为了推进锂硫电池的商业化,研究者们报告了提高硫的容量利用率,阻止凝固硫化物萎缩的策略方法。但是,将锂硫电池(Li-S )的能量密度提高到实用水平仍然是一大挑战。因为在符合实用水平的高阻抗电极中,硫和硫化锂的电子和离子的电导率低。

作为需要代替硫的高导电性活性物质之一,以硒(Se )为负极材料的Li-Se电池具备更好的反应活性。但是,Se的质量比容量低,价格高,允许Li-Se电池的应用范围。为了互补地构筑s和Se的电化学特性的优势,有人指出sse固溶体(SexSy )是足够有潜力的锂嵌入材料。

基于SexSy的一系列负极材料显示了引人注目的储存优势。但是,靠近s负极,SexSy负极的可溶性中间产物也不会引起电池容量的缓慢变动。受锂硫电池化学导电机理的灵感,一些极性材料也能有效地诱导SexSy负极中多硫离子/多硒离子的沉淀。

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最近,有报告称,可以很好地解决锂硫电池中聚硫化物沉淀的问题作为宿主材料的金属氧化物/氮化物/硫化物。其中,CoS2材料具有独特的物理化学性质,因此可以作为锂硫电池的有效宿主材料使用,不仅对多硫化锂得到强有力的化学吸附作用,还可以在动力学上促进多硫化锂的还原反应。最近,南洋理工大学的楼雄文教授在angewandte Chemie-international edition上发表了“afreestanding selenium disulfidecathode basedon cobaltdisulfide-deee” withenhancedlithiumstorageperformance”的文章中,CoS2纳米粒子标记的莲花型碳纤维网络(CoS2@LRC )作为SeS2的宿主材料,为提高锂的贮藏性能而报道。该整体电极由三维交联的多通道碳纤维构成,其中不仅能够容纳高含量的SeS2(70wt% ),而且确保了电子和离子的比较慢的输送,因此构筑了低的容量利用率,以0.2A/g电流密度平均为1015mAh/g。

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图1 .制造过程示意图a)CoS2@LRC的制造过程示意图表示LRC/SeS2比LRC/SeS2更好。图2 .与XRD,FESEM,TGA密切相关的A,E,i)XRD图像。b,c,f,g,j,k,l)FESEM密切相关图。d,h,n,o,p)TEM密切相关图。

m)TGA曲线a-d)Co(Ac)2/PAN/PS; e-h)Co@LRC; i-p)CoS2@LRC。


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