AFM:基于拓撲化學自氮化實現(xiàn)的異質(zhì)結構用于可充鋰化硅-多硫化物全電池 2023年11月4日 上午10:15 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 10 基于金屬氮化物的異質(zhì)結構一直是鋰硫電池中有效的多硫化物介質(zhì)。盡管如此,迄今為止開發(fā)的這些異質(zhì)結構主要依賴于以腐蝕性NH3或合成含氮試劑作為氮源的高溫氨化,這會帶來潛在的環(huán)境危害和其他技術挑戰(zhàn)。 四川大學吳昊教授、郭俊凌教授、張云教授設計了一種由天然結構蛋白質(zhì)衍生的具有內(nèi)置TiN/TiO2異質(zhì)結構的多腔碳納米纖維宿主結構,以用于高性能鋰多硫化物電池和先進的鋰化多硫化硅全電池。 TiN/TiO2異質(zhì)結構是在天然富氮生物前體熱解時在碳納米纖維中自發(fā)產(chǎn)生的,伴隨著熱誘導的拓撲化學自氮化,無需任何額外的氮源。實驗結果結合理論計算表明,自氮化生成的TiN/TiO2異質(zhì)結構不僅有效提高了多硫化物的捕獲能力,而且為多硫化物轉化提供了具有豐富催化活性位點的極性異質(zhì)界面。此外,具有有序腔室狀內(nèi)部空間、大比表面積和高電導率的多孔碳納米纖維主體基質(zhì)有利于液態(tài)多硫化鋰的注入和空間容納,同時確保電池可以在貧電解質(zhì)下工作。 基于TiN/TiO2-MCF的鋰多硫化物電池顯示出高放電容量(1406 mAh g–1在 0.1 C)、出色的倍率性能(5 C時為692 mAh g–1)和長循環(huán)穩(wěn)定性(500次循環(huán)中每循環(huán)0.023%的超低容量衰減)。此外,在貧電解質(zhì)條件 (3 μL mg–1 ) 下,實現(xiàn)了接近6 mAh cm–2的高面積容量和5.8 mg cm–2的高S負載。更重要的是,配置有鋰化硅負極和多硫化物正極的全電池表現(xiàn)出優(yōu)異的可充電特性,如高倍率充/放電(高達5 C)、良好的循環(huán)壽命(500次循環(huán))、恒定的庫侖效率(98.5%以上)和高重量能量密度(588 Wh kg–1)。 圖1 制備及表征 圖2 基于鋰化硅負極和多硫化物正極全電池的性能 A Heterostructure-In-Built Multichambered Host Architecture Enabled by Topochemical Self-Nitridation for Rechargeable Lithiated Silicon-Polysulfide Full Battery. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103456 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://m.xiubac.cn/index.php/2023/11/04/366cf390d4/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 內(nèi)大/河科大Appl. Catal. B.:控制BiVO4光陽極上的W誘導缺陷,提高太陽能水分解性能和抗光腐蝕性 2023年10月12日 Small Methods:葉綠素-a來幫忙!綠色催化劑的新制備途徑! 2023年10月10日 湖大,最新Nature Sustainability!直面電池安全難題 2024年2月22日 活久見,扎辮子,還能扎出一篇Nature? 2023年10月10日 黃世萍/陳中方/張勝利EES:二維材料數(shù)據(jù)庫結合理論計算,篩選電化學穩(wěn)定氧電催化二維材料 2023年10月2日 Small Methods:合理設計多孔雙金屬硫化物/氮摻雜石墨碳復合微球用于鈉離子電池負極 2023年10月31日