詹红兵/蔡道平AFM：异质界面工程助力锂硫电池700次稳定循环！

锂硫（Li-S）电池为下一代储能系统带来了巨大的希望。然而，它们的商业应用受到许多缺点的严重阻碍，如硫的导电性差、硫物种的氧化还原反应动力学缓慢、可溶性多硫化物锂（LiPSs）的“穿梭效应”和不可控的树枝状锂生长。

福州大学詹红兵、蔡道平等通过致密异质界面工程实现了LiPSs的化学吸附和催化转化的协同效应。

图1 材料制备

具体而言，作者通过在指定温度下对MoO₃纳米带进行简单的三聚氰胺辅助热处理，成功地合成了具有致密异质界面的1D Mo₂N-MoC/NC纳米带。

实验分析和理论计算都证实了Mo₂N-MoC/NC纳米带具有高电导率、强LiPSs亲和性和优异的催化活性。这些吸引人的特征使Mo₂N-MoC/NC纳米带成为一种理想的隔膜修饰材料，以用于将可溶性LiPSs有效捕获并转化为固体Li₂S₂/Li₂S。同时，Mo₂N-MoC/NC改性隔膜可以使负极实现均匀的锂沉积/剥离。

图2 对多硫化物的吸附和催化

正如预期的那样，使用Mo₂N-MoC/NC改性隔膜组装的Li-S电池显示出大大改善的电化学性能，包括高放电容量（0.1C时为1507.8 mAh g⁻¹）、优异的倍率性能（5C时为751.7 mAh g⁻¹）和长期循环稳定性（1C下循环700次后为623.6 mAh g⁻¹）。

更重要的是，电池在5.2 mg cm⁻²的高硫负载下还显示出良好的循环稳定性，并保持了734.5 mAh g⁻¹的竞争容量（相当于83.2%的容量保持率）。这项工作不仅为先进隔膜改性剂的合理设计和合成提供了线索，而且突出了异质界面设计在Li-S电化学中的重要性。

图3 Li-S电池性能

Customizing Component Regulated Dense Heterointerfaces for Crafting Robust Lithium-Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211505

原创文章，作者：v-suan，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/09/29/85ea4db3ba/

詹红兵/蔡道平AFM：异质界面工程助力锂硫电池700次稳定循环！

相关推荐