【电化学】受启发于铜驱动转换反应：电解质阴离子的性质如何影响二硫化钒负极的电化学性能- 大数跨境

【电化学】受启发于铜驱动转换反应：电解质阴离子的性质如何影响二硫化钒负极的电化学性能

X-MOL资讯

2022-12-06

导读：福州大学魏明灯教授课题组揭示了VS2/SNC负极“活化”过程的本质：Cu集流体参与/SNC的电化学反应，金属V被Cu以电化学或化学方式取代生成Cu2S。

过渡金属硫化物 (TMDs) 负极具有高储钠容量，但可逆性和循环稳定性较差。相关研究表明，使用醚基电解液能显著提升其电化学性能，但与此同时，TMDs负极的氧化还原反应平台在充放电过程中发生了显著的变化。在以往的研究工作中，这种现象被简单地描述为“活化”过程，而忽视了电化学机制发生的潜在变化。

近日，福州大学魏明灯教授课题组揭示了VS₂/SNC负极“活化”过程的本质：Cu集流体参与/SNC的电化学反应，金属V被Cu以电化学或化学方式取代生成Cu₂S。虽然Cu集流体能有效地缓解多硫化物的穿梭效应，但依然无法保证器件优异的循环稳定性。实际上，其电化学性能跟电解液高度相关，例如在使用1.0 M NaPF₆ diglyme电解液时，VS₂/SNC负极呈现优异的循环稳定性和可逆性，即使在循环500次后仍具有586.9 mA h g^-1的高可逆容量，而一旦将电解液换成1.0 M NaCF₃SO₃ diglyme，VS₂/SNC负极则表现出较大的过电位，且容量急剧衰减。实际上，电解质阴离子的性质发挥着至关重要的作用。相较于PF₆^-，CF₃SO₃^-具有较强的给电子能力，一方面，CF₃SO₃^-与多硫化钠相互作用，增强其溶剂化程度，从而加剧穿梭效应；另一方面，特异性吸附在电极/电解液界面的CF₃SO₃^- 阻碍Na⁺在电极/电解液界面处的传输，导致较差的可逆性和缓慢的动力学。此外，经过进一步研究测试发现，电解液对于Cu₂S影响远大于其他TMDs如VS₂、MoS₂和WS₂，这是由CF₃SO₃^-与Cu⁺较强的相互作用导致的。