王佳兆/林良旭Small：富缺陷碳纳米管作为锂硫电池的导电基体和有效介体

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王佳兆/林良旭Small：富缺陷碳纳米管作为锂硫电池的导电基体和有效介体
由于硫含量丰富且比容量高，Li-S电池被认为是一种很有前景的储能系统。硫正极中的多硫化物穿梭和缓慢的反应动力学显著降低了Li-S电池的循环寿命。
澳大利亚卧龙岗大学王佳兆、林良旭等采用改进的方法在碳纳米管(CNT)中产生缺陷，以锚定多硫化物并加速电化学反应。
王佳兆/林良旭Small：富缺陷碳纳米管作为锂硫电池的导电基体和有效介体
富含缺陷的碳纳米管(D-CNT)能够显著改善循环和倍率性能。实验显示，相应的Li-S电池在0.5 C的电流密度下，循环400次后实现了600 mAh g-1的比容量，即使在较高的电流密度（5.0 C）下，也获得了434 mAh g-1的比容量。
另外，在高硫负载和贫电解液的条件下，电池也实现了高达1000次循环的循环稳定性。
王佳兆/林良旭Small：富缺陷碳纳米管作为锂硫电池的导电基体和有效介体
图1 Li-S电池性能
理论计算表明，这种改善主要归因于富缺陷碳的电子结构，由于p带中心的上移，其与多硫化物的结合能更高。
此外，旋转圆盘电极测量表明，富含缺陷的碳可以加速多硫化物的转化过程。预计这种新的设计策略可以成为具有良好导电性和高催化活性的Li-S电池类介体碳材料的起点。
王佳兆/林良旭Small：富缺陷碳纳米管作为锂硫电池的导电基体和有效介体
图2 硫化锂-硫对称电池性能
The Dual Functions of Defect-Rich Carbon Nanotubes as Both Conductive Matrix and Efficient Mediator for Li-S Batteries. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202103535

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