锂硫电池因其高的理论比容量与能量密度而被视为最具前景的储能电池之一,但锂硫电池中活性物质硫及其放电产物Li_(2)S的低导电性、充放电过程产生的中间产物的穿梭效应、缓慢的硫氧化还原动力学等问题造成了严重的容量衰减,限制了其实...锂硫电池因其高的理论比容量与能量密度而被视为最具前景的储能电池之一,但锂硫电池中活性物质硫及其放电产物Li_(2)S的低导电性、充放电过程产生的中间产物的穿梭效应、缓慢的硫氧化还原动力学等问题造成了严重的容量衰减,限制了其实际应用。本文通过一步水热法合成3种不同的钒基硫化物@MXene异质结构催化剂,并将其应用于锂硫电池正极宿主。结果表明相比于VS_(4)@MXene和V_(5)S_(8)@MXene,VS_(2)@MXene具有更大的比表面积与电化学活性面积,为锂硫电池提供了更多的活性位点,从而提高电化学反应动力学。本文实验与密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)计算结果表明,VS_(2)@MXene具有更强的多硫化物吸附能力与电子导电性,有效地缓解了多硫化物的穿梭效应并提高了硫的利用率。以S/VS_(2)@MXene为正极的锂硫电池,在1 C的电流密度下实现了815.4 m Ah·g^(-1)的首圈放电比容量,并在400圈循环后,仍然能保持在645.4 m Ah·g^(-1)的可逆比容量。本文为锂硫电池中钒基硫化物正极催化材料的选择提供了一定的思路。展开更多
文摘锂硫电池因其高的理论比容量与能量密度而被视为最具前景的储能电池之一,但锂硫电池中活性物质硫及其放电产物Li_(2)S的低导电性、充放电过程产生的中间产物的穿梭效应、缓慢的硫氧化还原动力学等问题造成了严重的容量衰减,限制了其实际应用。本文通过一步水热法合成3种不同的钒基硫化物@MXene异质结构催化剂,并将其应用于锂硫电池正极宿主。结果表明相比于VS_(4)@MXene和V_(5)S_(8)@MXene,VS_(2)@MXene具有更大的比表面积与电化学活性面积,为锂硫电池提供了更多的活性位点,从而提高电化学反应动力学。本文实验与密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)计算结果表明,VS_(2)@MXene具有更强的多硫化物吸附能力与电子导电性,有效地缓解了多硫化物的穿梭效应并提高了硫的利用率。以S/VS_(2)@MXene为正极的锂硫电池,在1 C的电流密度下实现了815.4 m Ah·g^(-1)的首圈放电比容量,并在400圈循环后,仍然能保持在645.4 m Ah·g^(-1)的可逆比容量。本文为锂硫电池中钒基硫化物正极催化材料的选择提供了一定的思路。