滚球体育-滚球体育官网-滚球体育官方网站

074-23339777

在线客服| 微信关注
当前位置: 首页 > 后期工艺 > 画册精装

基于多电子开关反应的氟或硫基负极具有较高的理论比容量和能量密【凤凰官网】


本文摘要:与铁-氟电化学过程相比,铜纳米晶畴对铁-铜-氟的组成和分解动力学有很强的催化作用,使LFC阳极的能量和功率密度分别达到1000Whkg-1和1500Wkg-1。这项工作指出,只要内部导电(催化剂)网络的设计是合理的,LiF基阳极材料有很大的潜力。

负极

传统的用于测绘锂电池的正极材料,如橄榄石(LiPO4)、层状(LiMO2)和尖晶石(LiM2O4)等,具有优异的电化学可逆性,但它们的电荷存储容量和能量密度却被少量的电子移动到(0.5-1)短板上而大大允许,不能满足移动电子设备、电动汽车和智能电网的缓慢发展。基于多电子开关反应的氟或硫基负极具有较高的理论比容量和能量密度(如:Li-FeF3,713mAhg-1,1950 whkg-1;锂硫电池(Li-S,1672mAhg-1,2567Whkg-1)正在成为下一代储能系统阳极材料的强劲竞争对手。

然而,氟基负极面临着一些关键的挑战,如缺乏内部锂源、良好的容量维持能力和倍率性能。而真实锂简化的氟化物更容易分离,导致绝缘氟化锂不存在粗化,在电池过程中难以分解的问题。由于单质硫和静电产物(Li2S/Li2S2)的绝缘、静电中间相多硫化物(LiPSs)的不溶性和有限的开关动力学,限制了锂硫电池的实际应用。

在氟/硫基负极的非均相界面引入具有催化剂效应的活性位或纳米晶畴,可以实现LiF或硫化锂的高效降解或转化,从而提高开关反应的速率性能,降低其过电位,促进具有无限能量密度的氟/硫基负极的相似性。近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李志林与中国工程物理研究院研究员崔燕华、中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员杨明辉合作,在氟/硫基阳极多相界面催化剂的制备和设计方面取得了一系列研究进展,发表在国际期刊《中国科学院院刊》上。对于无锂氟化物负极,大量研究致力于用球栅法将还原性过渡金属或低价金属氧化物或氟化物与LiF纳米晶混合,但这种纳米复合材料仍然没有过电位小、电流密度低的缺点。在这项工作中,首次明确提出了氟基催化剂的概念。

负极

利用脉冲激光沉积技术制备的LiF/Fe/Cu(LFC)薄膜电极中,构建了晶畴均匀分布、致密识别和晶粒生长诱导三个阶段,导致LiF被电位较低的双金属(铜/铁)纳米晶畴催化降解。这一过程极大地转录了含锂氟基负极的开关反应性(~400mAhg-1)和能量,即使在没有导电添加剂和粘合剂的情况下,这种锂化异质结构(LiF/Fe/Cu)也需要首次构建,其电池容量以平均300mAhg-1释放,电池过电位低(2.7-4V)。LFC电极的平均共轭周期大于200圈,伪电容对储能的贡献小于50%。与铁-氟电化学过程相比,铜纳米晶畴对铁-铜-氟的组成和分解动力学有很强的催化作用,使LFC阳极的能量和功率密度分别达到1000Whkg-1和1500Wkg-1。

这项工作指出,只要内部导电(催化剂)网络的设计是合理的,LiF基阳极材料有很大的潜力。该作品发表于2019,13,2490-2500年的《美国国家科学院院刊》。

低导电性、低吸附性和催化活性的硫主体骨架是锂硫电池多年来的不懈目标,但具有结构织构的多孔碳骨架材料已得到广泛研究。本工作明确提出了一种具有多孔纳米带形貌的新型异质结材料(MoO2-Mo3N2),其比表面积仅为95 m2g-1,但可用作致密阴极骨架,以增强S/Li2S的均匀空间和共形沉积。MoO2和Mo3N2纳米晶畴之间非常丰富的非均相界面可用作多硫化物工作配位的俘获-转换位点,其结合了Mo3N2导电性和MoO2吸附性各自的优点。

纳米晶

锂硫电池

部分氨化操作不仅由于氮氧化物的非特定晶格而改善了纳米带的分裂,而且在表面上使用了非常丰富的孔 用MoO2-Mo3N2@S填充的负极在1C的充放电速率下表现出1000次循环的超长循环稳定性,并保持511mAhg-1的共轭容量。在3.2mgcm-2的高表面载荷下,MoO2-Mo3N2@S的共轭容量在1000次循环后仍能保持在451mAhg-1。由于多硫化物在异质结处的催化剂切换,锂离子在MoO2-Mo3N2@S中的扩散系数高达2.7 10-7 cm2/s,多硫化物与异质结之间的亲和力可以实现金属锂在负极中经过多年循环后的无枝晶电镀。即使没有低比表面积碳网络结构的辅助,功协同或功能共享的异质结构也可以作为构建高性能锂硫电池的不现实的解决方案。

工作发表在acsnano 2019,doi :10.1021/ACS nano 9 b 02231,涉及的研究工作得到国家重点R&D计划和国家自然科学基金的支持和反对。


本文关键词:凤凰官网,负极,锂硫电池,异质结,纳米晶

本文来源:凤凰体育首页-www.pinkindiaink.com

客户案例Customer case
  • 北京明日将再迎来雾霾天  持续至27日|雾霾|北京|持续:凤凰官网
  • RNG VS SKT SKT双C暴力输出推进夺得四连胜:凤凰体育首页
  • 十周年!《心灵杀手》Steam明日真骨折促销 90%好评:凤凰体育首页
  • 土壤环保“十二五”规划将报国务院_新闻中心_新闻中心-凤凰体育首页
  • 凤凰体育首页-废塑料瓶制船128天成功横跨太平洋(图)_新闻中心_
  • 环保部:汽车尾气已成空气污染重要来源_新闻中心_新闻中心|凤凰官网
  • 凤凰官网_专家:建设有中国特色、风格和气派的文物修复
  • 中国国际海洋牧场博览会助力打造“蓝色粮仓”
  • 环境税拟2013年开征江西湖南湖北等或成试点_新闻中心_
  • UOLvsMMM 万物相生相克UOL惨遭MMM双杀!