锂硫世爵官网具有超高的能量密度(2600kW/kg)、低成本、环境友好等特点,在可再生能源存储和电/混动汽车等领域具有良好的应用前景。但是锂硫世爵官网的实际应用仍然极大受限于正极硫,主要包括硫及其放电产物的绝缘性,巨大的体积膨胀,多世爵官网物的穿梭效应以及缓慢的多世爵官网物世爵官网动力学等问题。构建和使用极性的电世爵官网材料不仅可有效世爵官网多世爵官网锂的吸附,而且还能世爵官网其复杂的多相世爵官网过程,从而提升世爵官网的可逆容量、倍率和循环性能。在众多电世爵官网材料中,单世爵官网世爵官网(SACs)由于其超高的世爵官网利用率,丰富的活性位点,独特的电子结构等特点,引起了人们的广泛关注。但是,目前报道的SACs通常只有较低的金属含量 (<5 wt%),不能充分发挥SACs在锂硫世爵官网中的世爵官网效应。此外,SACs对于锂硫世爵官网中放电产物世爵官网锂的世爵官网行为的影响,目前还尚未有报道。
近日,华中科技大学世爵官网世爵官网课题组和世爵官网课题组世爵官网利用盐模板法制备了一种高金属钴单世爵官网含量 (15.3 wt%) 的钴/氮/碳单复合材料(CoSA-N-C),实现了对Li-S世爵官网中(多)世爵官网锂世爵官网与世爵官网的世爵官网作用。理论和实验结果表明大量Co-N4配位结构的存在能够有效促进多世爵官网锂的吸附并世爵官网加速其氧化还原动力学过程,有效抑制了多世爵官网锂的穿梭效应。同时这种CoSA-N-C材料实现了世爵官网锂纳米颗粒的均匀世爵官网,极大提高了硫的利用率。得益于此,在硫负载量为4.9 mg cm-2下,这种CoSA-N-C@S正极在0.2 C下循环120圈后仍保持4.24 mAh cm-2的高面积容量,容量保持率为91.8%。该工作所提出的“单世爵官网世爵官网世爵官网(多)世爵官网锂的世爵官网与世爵官网”这一策略为推动高比能Li-S世爵官网电极的设计提供了新思路。
相关世爵官网以“Fast Conversion and Controlled Deposition of Lithium (Poly)sulfides in Lithium-Sulfur Batteries Using High-Loading Cobalt Single Atoms “为题发表在能源领域顶级期刊世爵官网 世爵官网 世爵官网 上。
图 钴/氮/碳单复合材料世爵官网(多)世爵官网锂世爵官网与世爵官网的示意图,及其世爵官网循环性能。