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香港科技大学Nat Nano:通过具有双端结合位点的大孔催化正极,高能量且长循环的锂硫软包电池

香港科技大学Nat Nano:通过具有双端结合位点的大孔催化正极,高能量且长循环的锂硫软包电池 科学材料站
2020-12-08
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导读:这项工作提出一种正极设计概念,通过将极性ZnS纳米颗粒和Co-N-C SAC双端结合(DEB)位点嵌入高度定向的大孔导电框架中,从而实现高能量和长循环的Li-S软包电池。


文章信息

通过具有双端结合位点的大孔催化正极,高能量且长循环的锂硫软包电池
First published: November 23, 2020
第一作者:Chen Zhao
通讯作者:Gui-Liang Xu *,Khalil Amine *,赵天寿*
单位:香港科技大学

研究背景

由于理论上的高比能和自然的硫含量,锂硫电池是下一代电池系统的有吸引力的替代品。然而,大多数此类正极在纽扣电池配置中使用了薄的硫正极,较厚的锂金属负极和充满电解质进行了评估,而在实际的软包电池中进行的测试却令人失望地显示出较低的比能和更短的循环寿命。

文章简介

近日,阿贡国家实验室Gui-Liang Xu、Khalil Amine与香港科技大学赵天寿教授等合作。在国际顶级期刊 Nature Nanotechnology 上发表题为“A high-energy and long-cycling lithium–sulfur pouch cell via a macroporous catalytic cathode with double-end binding sites”的研究工作。
这项工作提出一种正极设计概念,通过将极性ZnS纳米颗粒和Co-N-C SAC双端结合(DEB)位点嵌入高度定向的大孔导电框架中,从而实现高能量和长循环的Li-S软包电池。

本文要点

要点一:在高硫负载和稀薄的电解液操作下,本实验利用大孔孔隙,实现了较高的离子迁移,从而提高了硫的利用率和氧化还原反应动力学。

要点二:这项工作设计的DEB位点配置可以有效地固定和催化转化LiPS,从而克服了Li金属腐蚀。

要点三:这项工作减轻了锂锂电池理论上的高比能与实际系统中实现之间的差距。

文章链接

A high-energy and long-cycling lithium–sulfur pouch cell via a macroporous catalytic cathode with double-end binding sites
https://doi.org/10.1038/s41565-020-00797-w


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