降低Li2S正极的活化势垒,稳定其硫物种,最终可以提高电池效率,延长锂离子电池(LIBs)的循环寿命。
近日,北京理工大学谭国强教授,Ruiwen Shao报道了建立了一种独特的同步合成方法,可同时构建封装在导电保护层中的Li2S,并提出了对Li2S正极的催化和畴限制的协同效应。
文章要点
1)通过8Li + MoS2 + CS2 = 4Li2S + Mo + C的锂热反应,得到的复合材料具有丰富的Mo纳米晶嵌入在Li2S晶体基体中,然后被少层石墨烯包裹的特点。值得注意的是,来自锂热反应的三个组分都通过Mo-S和C-S的化学键连接在一起,从而形成了致密的Mo-Li2S-石墨烯三元异质结构。
2)系统的研究表明,Mo-Li2S-石墨烯的电荷过电位与催化活化之间存在着前所未有的相关性,具有2.43 V的低活化电位。
3)进一步的研究揭示了核壳结构的循环稳定性与约束效应之间的关系,而对多硫化物高的约束效率,使得锂-硫电池具有良好的循环寿命。Mo-Li2S-石墨烯正极在LIBs中具有良好的应用前景,其中Mo-Li2S-石墨烯//Si-C电池的容量高达764 mAh g−1,同时具有优异的循环稳定性。
参考文献
Junfan Zhang, et al, Lithiothermic-Synchronous Construction of Mo-Li2S-Graphene Nanocomposites for High-Energy Li2S//Si-C Battery, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202108305
https://doi.org/10.1002/adfm.202108305
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