顆粒在線訊:高比能鋰硫電池要想得到廣泛應(yīng)用必須解決由多硫化物溶解穿梭和金屬鋰不均勻沉積帶來的循環(huán)壽命短、庫倫效率低等問題。近日,美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Arumugam Manthiram將三硫代碳酸鋰(Li2CS3)包覆的Li2S復(fù)合材料用作Li-S電池雙功能正極材料有效解決了上述問題。
本文要點:
1)研究人員通過簡單的濕法球磨過程制備了Li2CS3@Li2S復(fù)合正極材料,得益于其獨特的電化學(xué)反應(yīng)機制,Li2CS3@Li2S正極的平均放電電壓由Li2S正極的2.11V提高到2.23V。此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)Li2CS3可以作為雙功能材料來改善正極的電化學(xué)性能,這歸功于其能夠在正極表面形成低聚物結(jié)構(gòu)層來抑制多硫化物的溶解穿梭并為活性物質(zhì)提供電子/離子傳輸通路。
2)對負極一側(cè)來說,Li2CS3有助于在負極表面形成堅固的保護層來實現(xiàn)金屬鋰的均勻沉積與剝離。得益于上述因素,Li2CS3@Li2S復(fù)合正極在半電池和全電池中均表現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)Li2S正極的性能。在高比能的無負極鋰金屬電池中,Li2CS3@Li2S在循環(huán)125周后的容量保持率能夠高達51%。
文章鏈接:
Hyunki Sul et al, Lithium Trithiocarbonate as a Dual-Function Electrode Material for High-Performance Lithium–Sulfur Batteries, Advanced Energy Materials, 2022
DOI: 10.1002/aenm.202200680
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202200680
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