Carbon Energy:基于高负载Li2S正极(15mg/cm2)的锂硫电池 2023年10月9日 下午7:13 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 9 要实现具有高能量密度和长寿命的硫化锂(Li2S)正极,需要创新的正极设计以使电化学性能最大化,并防止电极老化。 汉阳大学Yang-Kook Sun等开发了一种基于Li2S的高负载正极(15 mg cm-2),它由微米级Li2S颗粒、二维石墨烯(Gr)和一维碳纳米管(CNTs)组成,并强调了CNTs在高容量Li-S电池稳定循环中的关键作用。 图1. Li2S/Gr/CNT正极的表征 研究显示,Gr的平面形态允许与大块Li2S的大面积接触,从而诱导Li2S的轻松活化,而CNT形成的导电网络在长时间的循环中保持了均匀、容易的反应。此外,正极的紧凑几何形状使得碳基体和活性材料之间能够紧密接触。 结果,与以前报道的基于Li2S的Li-S电池相比,采用紧凑型Li2S/Gr/CNT正极的半电池和Li-S全电池显示出前所未有的高容量和循环寿命。 值得注意的是,这项工作在紧凑型Li2S/Gr/CNT正极中观察到了首次充电时的直接转换反应(从Li2S到S8),并使用原位技术和低温TEM进行了研究。 研究显示,在紧凑型Li2S/Gr/CNT正极中,高导电性的碳基体、电极的紧凑几何形状、高度变形的亚稳态Li2S(在高压造粒过程中形成)以及这种独特的直接转化反应都有助于Li2S的有效活化。 图2. 紧凑型Li2S/Gr/CNT正极在Li-S电池中的电化学性能 因此,即使在贫电解液条件下(电解液与Li2S的重量比为7 µL mg-1),所得正极也显示出超高的电化学活性,在0.2 C时的实际面积容量为~9.7 mAh cm-2。 此外,该复合正极表现出前所未有的电化学特性,即使是在10 mg cm-2的高Li2S负载下,特别是,与石墨负极结合的实用和安全Li-S全电池显示出超过800次的超长期循环稳定性。 相信基于Li2S的Li-S电池的优势,可以避免与锂金属负极的安全隐患有关的问题,将有效加速Li-S电池的实际应用。 图3. 使用紧凑型Li2S/Gr/CNT正极的软包半电池和Li-S全电池的性能 Long-lasting, reinforced electrical networking in a high-loading Li2S cathode for high-performance lithium–sulfur batteries. Carbon Energy 2023. DOI: 10.1002/cey2.308 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/09/a733eb505f/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 相关推荐 Science重磅:通过深度学习改进DFT,同时获Nature高度赞誉! 2023年10月16日 张耕/曹菲菲AFM:CB@Co-N-C助力H2O2合成和微生物燃料电池 2023年10月7日 深圳大学谢和平院士&南京工业邵宗平,最新Nature! 2022年11月30日 借助原位XAS,姚涛/梁长浩/李亚飞EES:发现单原子合金催化剂的HER活性来源! 2023年10月17日 北京大学郭少军,最新Nature子刊! 2024年6月13日 四大团队精诚合作,最新Advanced Materials:零价态的单原子Pd基催化剂! 2023年10月13日