清華張強Angew:首次發現鋰硫電池中二硫化物電催化劑的表面凝膠化 2023年10月13日 上午11:23 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 27 鋰硫(Li-S)電池因其高達2600 Wh kg-1的優異理論能量密度而被視為下一代儲能裝置。正極多硫化物電催化劑已被廣泛研究以促進緩慢的硫氧化還原動力學并實現高性能Li-S電池。探索電催化劑的表面結構對于理解多硫化物電催化機理和合理設計先進的電催化劑具有重要意義。 清華大學張強等首次發現了Li-S電池中二硫化物電催化劑(例如MoS2、FeS2、CoS2、NiS2和WS2)的表面凝膠化。 圖1 MoS2的凝膠化 具體而言,凝膠層將同時覆蓋二硫化物電催化劑并在循環過程中改變表面結構。根據實驗和理論結果,二硫化物的路易斯酸位點會觸發1,3-二氧戊環(DOL)溶劑的開環陽離子聚合,從而生成了表面凝膠層。不幸的是,表面凝膠層將覆蓋二硫化物電催化劑的活性位點,并進一步阻礙其促進硫氧化還原動力學的電催化活性。 圖2 使用TEA抑制競爭反應 為解決上述問題,作者將路易斯堿三乙胺(TEA)作為競爭性抑制劑引入到Li-S電池中以抑制表面凝膠化。具體而言,TEA分子與DOL競爭吸附在二硫化物的路易斯酸位點上,以防止隨后的膠凝過程。 因此,具有二硫化物電催化劑和TEA抑制劑的Li-S電池表現出更長的循環壽命(在3.0 C下穩定循環250次)、改善的倍率性能(4.0 C),并且使用高硫負載將放電容量提高了最多4倍。這項工作不僅為多硫化物電催化劑的表面結構提供了新的見解和對Li-S電池表面結構調控的系統研究,而且為其他能源相關系統中先進電催化劑的合理設計原則提供了啟示。 圖3 采用TEA和二硫化物電催化劑的Li-S電池性能 Surface Gelation on Disulfide Electrocatalysts in Lithium?Sulfur Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202114671 原創文章,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://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/13/37c79daded/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 他,剛剛發表第21篇JACS! 2024年2月22日 黎立桂/安茂忠Small:N摻雜超薄MoS2納米片的空心納米管助力Li-S電池 2023年9月22日 電池頂刊集錦:孫學良、侴術雷、孫靖宇、陶新永、王永剛、劉玉龍、侯紅帥、趙永杰等成果! 2023年11月14日 他,剛剛發表第52篇AM!單原子Co,激活單原子Fe! 2023年12月28日 清華楊穎ACS Nano: (110)面占主導的VO2實現鋰硫電池的雙向電催化 2023年10月16日 ?山大AEM:良好的溶劑化和高惰性的不對稱氟化電解質分子設計實現穩定的鋰金屬電池 2024年1月11日