张乃庆/范立双AEM:晶面工程诱导活性SnO2纳米催化剂实现高度稳定的锂硫电池 2023年10月13日 上午11:06 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 32 锂硫电池在新一代可充电电池中表现出巨大的潜力。然而,多硫化锂(LiPSs)中间体不可避免的溶解和扩散引起的严重穿梭效应导致硫利用率低、容量衰减快和锂负极腐蚀。为了解决上述问题,各种催化剂材料已被开发并引入锂硫电池,通过晶面工程控制暴露的晶面是提高催化活性的有效策略。 在此,哈尔滨工业大学张乃庆教授、范立双等人通过调节暴露的晶面合成了锚定在还原氧化石墨烯上的不同SnO2纳米晶体,并用作催化剂以系统地研究Li-S化学中的晶面效应。 实验和DFT分析都表明,与被{111}晶面包裹的SnO2八面体(SnO2 {111})相比,SnO2 {332}(被{332}晶面包裹)可以更有效地固定LiPS并加速硫物种的氧化还原动力学。具体而言,SnO2 {332}具有丰富配位不饱和Sn原子,因而比SnO2 {111}具有更好的吸附和催化性能,不仅可以更有效地吸附LiPS并促进其转化,而且显著降低了Li2S的分解能垒。 图1. SnO2 {332}和SnO2 {111}的表征及模型示意图 因此,当使用SnO2 {332}作为活性电催化剂时,锂硫电池在0.1 C下提供了1478 mAh g-1的高比容量和出色的长期循环稳定性,在2 C下可循环2000次且在每个循环期间的容量衰减率低至 0.021%。 此外,即使在硫负载量为 8.12 mg cm-2的情况下电池仍能稳定循环,并在0.2 C时100次循环后仍保持6.93mAh cm-2的高面积容量。该研究证实,晶面工程是优化催化剂性能的一种有前景的策略,加深了对Li-S化学中表面结构定向电催化的理解,同时有助于设计先进的硫电极。 图2. 基于不同催化剂的锂硫电池的电化学性能 Crystal Facet Engineering Induced Active Tin Dioxide Nanocatalysts for Highly Stable Lithium-Sulfur Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102995 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/2023/10/13/2ea2b5e7e6/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 他,博毕两年即任211教授,联手湘潭大学欧阳晓平院士,发表Nature子刊! 2024年12月13日 福建物构所Angew.丨HOF材料应用于电致变色的研究 2023年10月24日 骆静利ACS Nano:具有固有疏水性的CNF上的Bi2O3 NSs用于在宽电位窗口中进行高性能CO2电还原 2023年10月18日 曲良体/张志攀/刘峰Science子刊: 高面能量密度的极性可切换锌-溴微电池 2023年10月8日 实力派!他,国家杰青,打破校史记录,再发重磅Nature子刊! 2024年1月11日 高熵材料再添新成员!最新AM:高熵无钴的钠电正极材料! 2023年10月7日