Le progrès continu de la science et de la technologie a fait avancer les exigences plus élevées pour la technologie des batteries au lithium, en particulier dans le domaine du stockage d'énergie à grande échelle, comme les véhicules électriques, qui nécessite une nouvelle batterie au lithium avec une densité d'énergie plus élevée et un prix plus bas. Parmi eux, la batterie de soufre de lithium comme une sorte de batterie de lithium à réaction multi-électrons, sa densité d'énergie (2600Wh \/ kg) et l'avantage du prix sont beaucoup plus élevés que les batteries commerciales actuelles de lithium en fer au lithium et le lithium cobalt, donc elle a attiré une large attention. Cependant, il existe une série de problèmes dans le processus de charge et de décharge, tels que la mauvaise conductivité du soufre élémentaire, l'effet de navette du polysulfure intermédiaire, l'expansion du volume dans le processus de charge et de décharge. À l'heure actuelle, les chercheurs ont proposé une série de stratégies d'optimisation pour les matériaux hôtes de l'électrode positive en soufre, comme l'amélioration de la conductivité de l'électrode positive du soufre par le carbone poreux et l'amélioration de l'adsorption du polysulfure par le dopage d'azote. Cependant, les effets obtenus par divers moyens sont limités et le problème ne peut pas être fondamentalement résolu. Par conséquent, un matériau hôte d'électrode positif plus efficace combinant diverses fonctions est nécessaire.
Un nouveau matériau hôte de carbone poreux nano-cobalt pour les batteries de soufre au lithium a été développé par l'Université de Pékin
Un nouveau matériau de batterie lithium-soufre
Récemment, le groupe de recherche de recherche sur la nouvelle école diplômée de l'Institut de l'Université de Pékin Shenzhen, dirigée par le professeur One MOF, a été préparée sur la base de la responsabilité commune des nanocristaux de cobalt dopés en azote cage poreuse en tant que nouveau type de batterie de lithium de matériaux hôtes, par ses excellentes performances électrochimiques, et en incluant XRD, SEM, TEM, TEM, TEM, TEM, et comprises à des moyens de compréhension et de compréhension de la variété et de modules de dft et de dft de compression de dft et de dft de référence et de compression de dft et de compromis pour les moyens de dft et de dft pour les moyens de dft et de dft de révision de Dft. révèle les raisons de la performance, illumine les nanocristaux de CO, la dynamique d'adsorption des polysulfures de la diffusion et la transformation du lithium des ions du lithium, pour la préparation d'un nouveau type de matériau de cathode de batterie au lithium, fournit un train de pensée. Les travaux ont été récemment publiés dans Advanced Energy Materials (2020,10 (9), 1903550, si =24. 884), un journal bien connu dans le domaine des matériaux énergétiques.
La nouveauté de ce travail est que l'équipe de recherche utilise le ZNCO-MOF avec une surface spécifique élevée pour adsorber les petites molécules de glucose, puis pendant le processus de carbonisation, le glucose est préférentiellement carbonisé dans le cadre de carbone de structure SP2 dans la cavité MOF pour isoler le métal de cobalt et améliorer la conductivité électrique. Dans le même temps, une quantité appropriée de soufre peut permettre le chargement -- 87} du matériau de soufre actif dans la cage de carbone plutôt qu'à la surface, de sorte que le squelette de soufre et de cage de carbone maintient une forte interaction. La préparation de l'équipe de nanocristaux de cobalt avec une dispersion élevée porte la charge de dopage d'azote de cage de carbone poreuse comment le sulfure aux matériaux actifs en soufre et les intermédiaires avec un effet multifonctionnel, y compris l'amélioration de la conductivité électrique, le contenu élevé du soutfure, le soulagement du stress, la transformation rapide de la dynamique de la diffusion en ionique et la forfaits de la dynamique catalytique de la cathytic Intermédiaires de polysulfure et ainsi de suite, ils peuvent s'assurer que les batteries au lithium-soufre un rapport élevé de performances et de durée de vie à cycle long.
Un nouveau matériau hôte de carbone poreux nano-cobalt pour les batteries de soufre au lithium a été développé par l'Université de Pékin
Propriétés électrochimiques d'un nouveau matériau d'anode composite de lithium-soufre
Dans le même temps, une série d'études a montré que les nanocristaux de CO hautement dispersés transportés dans le squelette peuvent non seulement favoriser la diffusion des ions lithium et le redox du polysulfure, mais améliorent également davantage l'absorption du polysulfure. Ce travail fournit une nouvelle référence pour les métaux de transition comme catalyseurs à haute performance pour le polysulfure dans les batteries au lithium en soufre.
Ce travail a été achevé sous la direction de Pan Feng. Les co-auteurs de cet article étaient le doctorant Wang Rui et le boursier postdoctoral Yang Jinlong, et l'enseignant Xiao Yinguo et l'enseignant Pan Feng étaient les auteurs co-corrésideurs. Ce travail a été soutenu par le National Key Research and Development Program of Materials Genetic Engineering, The Key Laboratory of Guangdong Province and the Science and Technology Innovation Commission de Shenzhen
