Den kontinuerlige fremgangen til vitenskap og teknologi har fremmet høyere krav til litiumionbatteriteknologi, spesielt innen storskala energilagring som elektriske kjøretøyer, som krever nytt litiumionbatteri med høyere energitetthet og lavere pris. Blant dem er litiumsvovelbatteri som et slags multi-elektronreaksjon litiumionbatteri, dets energitetthet (2600Wh\/kg) og prisfordelen er langt høyere enn den nåværende litiumjernsfosfat og litiumkoboltoksyd kommersielle batterier, så det har vekket bred oppmerksomhet. Imidlertid er det en rekke problemer i lade- og utskrivningsprosessen, for eksempel dårlig konduktivitet av elementær svovel, skytteleffekt av mellompolysulfid, volumutvidelse i lade- og utladningsprosessen. For tiden har forskere foreslått en serie optimaliseringsstrategier for vertsmaterialene til svovelpositiv elektrode, for eksempel å forbedre konduktiviteten til svovelpositiv elektrode gjennom porøst karbon og forbedre adsorpsjonen av polysulfid gjennom nitrogendoping. Effektene oppnådd på forskjellige måter er imidlertid begrenset, og problemet kan ikke løses grunnleggende. Derfor er det nødvendig med et mer effektivt positivt elektrodevertsmateriale som kombinerer forskjellige funksjoner.
En ny nano-kobolt porøst karbon vertsmateriale for litium svovelbatterier ble utviklet av Peking University
Et nytt litium-svovelbatteri materiale
Nylig ble Institute of Peking University Shenzhen Graduate School of the New Material Pan Feng Clean Energy Center Research Group ledet av professor One MOF -materiale utarbeidet basert på det felles ansvaret til kobolt nanokrystaller nitrogen, gjennom dets utmerkede karbonbur, en ny type og litiumbatteri av vertsmateriell, gjennom sin utmerkede elektrokjemiske ytelse karaktertellingstest. Midler som DFT -beregning avslører ytelsesårsakene, lyser opp CO -nanokrystaller, polysulfidadsorpsjonsdynamikk av litiumiondiffusjonen og transformasjonen av den positive rollen, for fremstilling av ny type litiumbatterikatodemateriale gir et tanketog. Arbeidet ble nylig publisert i Advanced Energy Materials (2020,10 (9), 1903550, hvis =24. 884), et kjent tidsskrift innen energimaterialer.
Nyheten i dette arbeidet er at forskerteamet bruker ZNCO-MOF med høyt spesifikt overflateareal for å adsorbere glukose små molekyler, og deretter under karboniseringsprosessen blir glukose fortrinnsvis karbonisert til SP2-strukturen karbonramme i MOF-hulrommet for å isolere kobaltmetall og forbedre elektrisk ledningsevne. Samtidig kan en passende mengde svovel muliggjøre -- 87 vekt% aktivt svovelmateriale som kan lastes i karbonburet i stedet for på overflaten, slik at svovel og karbonburskjelett opprettholder et sterkt interaksjon. Teamforberedelse av kobolt -nanokrystaller med høy spredning bærer belastningen av nitrogendoping av porøst karbonbur hvor sulfid til svovelaktive materialer og mellomprodukter med multifunksjonell effekt, inkludert forbedring av elektrisk ledning, høy svovelinnhold, stresselåtende, hastigheten med elektrisk konduktivitet. Adsorpsjon av polysulfid -mellomprodukter og så videre kan de sikre at litiumsvovelbatterier er høyt forhold mellom ytelse og lang syklusliv.
En ny nano-kobolt porøst karbon vertsmateriale for litium svovelbatterier ble utviklet av Peking University
Elektrokjemiske egenskaper til et nytt litium - svovelkompositt anodemateriale
Samtidig har en serie studier vist at de sterkt spredte CO -nanokrystallene som er båret i skjelettet ikke bare effektivt kan fremme diffusjonen av litiumioner og redoks av polysulfid, men øker også absorpsjonen av polysulfid. Dette arbeidet gir en ny referanse for overgangsmetaller som høyytelseskatalysatorer for polysulfid i litiumsvovelbatterier.
Dette arbeidet ble fullført under veiledning av Pan Feng. De første forfatterne av denne artikkelen var doktorgradsstudent Wang Rui og Postdoctoral stipendiat Yang Jinlong, og lærer Xiao Yinguo og lærer Pan Feng var de medkorrespende forfatterne. Dette arbeidet har blitt støttet av National Key Research and Development Program of Materials Genetic Engineering, The Key Laboratory of Guangdong Province og Science and Technology Innovation Commission of Shenzhen
