北理工在锂硫电池动力学调控领域取得研究成果

日期:2021-02-28 13:02:42   来源:互联网   编辑:小狐   阅读人数:515

北理工在锂硫电池动力学调控领域取得研究成果(图1)

基于氧化还原辅助介导策略的原则,该团队提出了一种基于有机硒化物的二苯基二硒醚(DPDSe)作为氧化还原辅介体以加速硫的氧化还原反应动力学并构筑高性能Li–S电池(图1)其中,DPDSe自发地与多硫化锂反应生成具有更高介导能力的苯基硒代多硫化锂(LiPhSePSs)该新物种通过增强氧化还原介导过程来实现更快的硫正极的氧化还原动力学,并通过调节液固过程中硫化锂的沉积尺寸来提高放电容量。

北理工在锂硫电池动力学调控领域取得研究成果(图2)

图1. Li–S电池的常规(左)和有机二硒化物介导的(右)反应路径示意图。

DPDSe辅介体降低了硫正极的多相和多电子的能垒,保证了更快的扩散动力学,并且改变了硫化锂的沉积模式,从而实现更高的沉积容量。因此,DPDSe辅助介导策略能够赋予电池更高的倍率性能和高放电比容量,使得Li–S电池在2 C倍率下仍能817 mAh g−1的比容量,即使在匹配超薄锂负极的情况下依然能够保持稳定循环的能力。此外,该团队还组装了DPDSe辅介导的Li–S软包电池,并且实现了301 Wh kg−1的实际初始能量密度和30圈的稳定循环。该工作展示了一种氧化还原辅助介导策略,提出了一种有效的DPDSe辅介体,可在实用化条件下提高Li–S电池的性能,并且激发了针对实用化高能量密度Li–S电池的动力学介导策略的进一步探索。

附简介:

黄佳琦,北京理工大学前沿交叉科学研究院教授,博士生导师,九三学社社员。主要开展能源界面化学研究。在Angew Chem Int Ed, J Am Chem Soc, Adv Mater, Adv Funct Mater, Sci Bull等期刊发表研究工作100余篇,h因子为80,60余篇为ESI高被引论文。入选2015年首届中国科协青年人才托举计划,获评中国化工学会侯德榜化工科技青年奖,中国颗粒学会青年颗粒学奖,2018年国家万人计划青年拔尖人才,2018-2020年科睿唯安高被引科学家等。

本文相关词条概念解析:

介导

介导指的是以一个中间步骤来传递或起媒介的作用。指把某种物质作为媒介转导某种物质,即将一种“物质”传递给另一种“物质”的过程和方式。

电池

化学电源俗称为电池,是一种利用物质的化学反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置。电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能把化学能或者光能转变为电能的装置,主要有化学电池、太阳能电池和原子能电池。电池具有正极、负极之分。电池使用过程电池放电过程,电池放电时在负极上进行氧化反应,向外提供电子,在正极上进行还原反应,从外电路接受电子,电流经外电路而从正极流向负极,电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间的定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。电池放电的负极为阳极,放电的正极为阴极,在阳极两类导体界面上发生氧化反应,在阴极的两类导体界面上发生还原反应。

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