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在使用高硫負(fù)極的同時(shí)盡量減少多硫化物的穿梭，對于實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的室溫鈉硫(RT Na-S)電池至關(guān)重要。由于它們價(jià)格低廉，材料豐富，這些電池作為未來低成本的固定式儲能設(shè)備具有巨大的潛力。電解質(zhì)可溶性Na-多硫化物電化學(xué)轉(zhuǎn)化為不溶性最終產(chǎn)物的緩慢動力學(xué)導(dǎo)致中間產(chǎn)物在電解質(zhì)中的快速積累，從而加劇了多硫化物的穿梭。

近日，印度理工學(xué)院孟買分校Sagar Mitra（通訊作者），澳大利亞莫納什大學(xué)Douglas R. MacFarlane（通訊作者）和迪肯大學(xué)Maria Forsyth（通訊作者）等人在知名期刊Energy Storage Materials上發(fā)表了題為“Sub-zero and room-temperature sodium–sulfur battery cell operations: A rational current collector, catalyst and sulphur-host design and study”的研究性論文。

Na₂S₆@ITO@ACC正極合成示意圖

作者報(bào)道了修飾在活性炭布上的氧化銦錫納米顆粒(ITO@ACC)作為一種電催化底物，它固定了高階Na-多硫化物，并促進(jìn)了它們轉(zhuǎn)化為不溶性的最終放電產(chǎn)物，從而抑制了中間產(chǎn)物在電解液中的積累。

Na₂S₆@ITO@ACC正極的循環(huán)性能分析

電子順磁共振(EPR)譜證實(shí)其轉(zhuǎn)化為不溶性末端放電產(chǎn)物是通過自由基偶聯(lián)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。在20 °C時(shí)，ITO@ACC催化的鈉硫電池(6.8 mg(S) cm^-2)的早期循環(huán)容量為684 mA·h·g(S)^-1。此外，還首次實(shí)現(xiàn)了低溫鈉硫電池，在-10 ℃下工作，電池在0.1 C下的初始比容量為342 mA h g(S)^-1。

Na₂S₆@ACC和Na₂S₆@ITO@ACC正極在0.1 mV s^-1下的循環(huán)伏安曲線

Sub-zero and room-temperature sodium–sulfur battery cell operations: A rational current collector, catalyst and sulphur-host design and study (Energy Storage Materials, 2021, DOI:10.1016/j.ensm.2021.08.014)

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EnSM：低溫常溫鈉硫電池操作的設(shè)計(jì)與研究

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