【文章标题】具有高密度活性位点的C60-S超分子络合物作为锂硫电池的阴极
First published: April 21, 2021
第一作者(中文名):向经纬,沈王强
通讯作者(中文名):黄云辉*,卢兴*,袁利霞*
单位:华中科技大学材料科学与工程学院
【研究背景】(简要介绍)
发展高性能、资源丰富的储能技术是解决当前能源危机、实现可持续发展的重要保障。锂硫(Li-S)电池由于其理论能量密度高和低成本而被认为是下一代可再充电电池最有希望的候选者之一。不幸的是,S的导电性差和众所周知的“穿梭效应”源于中间多硫化锂(LiPS)的溶解和扩散,共同导致S利用率低和循环稳定性差,从而极大地阻碍了Li-S电池的实际应用。
【文章简介】(简要介绍)
近日,华中科技大学黄云辉教授等合作在国际顶级期刊Angewandte Chemie上发表题为“A supramolecular complex of C60‐S with high‐density active sites as cathode for lithium‐sulfur batteries”的研究工作。本文通过一种简单的一步法开发了一种新型的C60-S超分子复合物,该复合物具有高密度的LiPSs吸附活性位,相较于只有表层原子才能起到吸附作用的传统吸附剂,C60-S8超分子复合材料对多硫化物的具有更高的吸附效率,可作为Li-S电池的正极材料。
【本文要点】(根据结论或摘要简要总结)
要点一:得益于共晶体结构,本文涉及到的C60-S复合物中100%的C60分子都可以提供LiPSs吸附的活性位点,这要优于常规吸附剂。
要点二:此外,与S的导电性差相比,C60-S中的锂化C60核具有优良的电导率,有助于促进复合正极内部的离子迁移,从而促进LiPS的氧化还原转化。
要点三:与传统的S正极相比,C60-S复合正极在低的E / S比和高的S面载量下依然表现出优异的循环稳定性,这一结果更接近实际应用条件。
该工作通过设计一种具有高密度活性位点的C60-S8超分子复合物,显著提高了吸附位点对多硫化物的吸附效率,有效改善了锂硫电池的循环性能,这为开发具有优异电化学性能的锂硫正极材料和拓宽富勒烯的应用提供了借鉴和启发。本研究得到了国家自然科学基金( No. 22075091, 21773077, 51632001, 51532005)、中国博士后创新人才支持计划(No. BX20200139)和中国国家重点研发计划(2018YFB0905400)的资助。同时,我们感谢国家蛋白质科学研究(上海)设施BL17B1线站工作人员为该工作在单晶测试与表征方面提供的及时有效的支持。
【文章链接】
A supramolecular complex of C60-S with high-density active sites as cathode for lithium-sulfur batteries
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202016247