近日一項有關(guān)鋰硫電池的突破性研究論文發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》雜志上

中科院大連化學(xué)物理研究所DICP的劉健教授和吳忠?guī)浗淌陬I(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)出了Fe1-xS修飾的介孔碳球作為鋰硫電池陰極的納米反應(yīng)器

該納米反應(yīng)器具有良好的多硫化物催化活性和循環(huán)穩(wěn)定性可以為設(shè)計安全高能量密度的鋰金屬電池提供一個全新的方案

據(jù)了解鋰硫電池的理論能量密度為2600Wh kg-1理論容量為1675mAh g-1但由于充放電過程中硫的轉(zhuǎn)換反應(yīng)動力學(xué)較慢導(dǎo)致硫的利用率低穿梭效應(yīng)嚴(yán)重這會進(jìn)一步降低了鋰硫電池的容量和穩(wěn)定性

因此設(shè)計合理的電催化系統(tǒng)可以在高硫負(fù)荷下實現(xiàn)多硫化物的穩(wěn)定高效的催化轉(zhuǎn)化從而獲得較高的循環(huán)穩(wěn)定性

在該研究中研究人員設(shè)計了一種裝飾有高度分散的Fe1-xS電催化劑納米顆粒Fe1-xS- nc的介孔碳納米反應(yīng)器并將其應(yīng)用于具有高催化活性和高硫負(fù)荷的鋰硫電池陰極

該納米反應(yīng)器具有低質(zhì)量密度高孔隙率和高度分散的電催化劑顯著提高了多硫化物的吸附和催化轉(zhuǎn)化能力

研究人員發(fā)現(xiàn)在電流密度為0.5C的情況下Fe1-xS-NC在200次循環(huán)后的初始值為1070mAh g-1其容量幾乎沒有衰減

劉教授說納米反應(yīng)器設(shè)計策略為制造大容量長周期可充電電池提供了一種新的方案

他補充道這將為設(shè)計更安全和高能量密度的鋰金屬電池開辟一條道路