福建师范大学Adv. Energy Mater. ：金属相硫化钼纳米花/石墨烯纳米片复合材料助力长寿命高体积能量密度锂硫电池

youyoucao 3年前 (2021-02-20) 3905浏览

【文章简介】

人们对便携式电子设备，电动汽车和大规模智能电网需求的不断增长推动了储能技术的快速发展。锂硫电池因其具有高理论能量密度和低成本效益，被认为是最有前途的下一代储能器件之一。高硫负载量是实现高能量密度Li-S电池的关键。然而，较高的硫含量容易引起可溶性多硫化物的穿梭效应，以及导致电池的低的硫利用率和倍率性能，并在随后的长期循环中出现容量的迅速衰减。因此，如何实现高硫负载锂硫电池在高电流密度条件下进行高容量稳定循环运行已成为当前研究热点之一。

近期，福建师范大学化学与材料学院程志斌副教授、张章静研究员在Advanced Energy Materials上以封面文章形式发表题为“Metallic MoS₂ Nanoflowers Decorated Graphene Nanosheet Catalytically Boosts the Volumetric Capacity and Cycle Life of Lithium–Sulfur Batteries”的研究工作。该研究制备了一种在石墨烯上均匀负载金属相硫化钼纳米花的高导电复合材料(FM@G)，并将其用于锂硫电池正极和隔膜的系统改性。含有硫空位的高导电花状1T-硫化钼与石墨烯纳米片之间的无缝衔接可以提供丰富的吸附/催化转化位点以及促进电子/离子快速转移，并通过在正极侧和隔膜侧的协同吸附/催化转化多硫化物，实现高载硫锂硫电池循环寿命和体积比容量的同步提升。系统改性后的高载硫（87 wt%）电池即使在0.5 C条件下也能获得稳定的循环性能和1360 mAh cm^-3的高体积比容量。该工作对于高载硫锂硫电池的构筑具有重要意义。