化学学报 ›› 2023, Vol. 81 ›› Issue (4): 351-358.DOI: 10.6023/A23010010 上一篇 下一篇
研究论文
投稿日期:
2023-01-12
发布日期:
2023-03-24
基金资助:
Junliang Zhou, Zhenxin Zhao, Tingyi Wu, Xiaomin Wang*()
Received:
2023-01-12
Published:
2023-03-24
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锂硫电池高的比能量密度(2600 Wh•kg−1), 使其成为一种很有前景的储能系统. 然而, 在氧化还原反应中, 中间产物多硫化物(LiPSs)的穿梭效应, 以及缓慢的电化学反应动力学导致阴极和阳极的严重降解, 使容量迅速衰减. 在此, 制备了一种多功能磷化铁碳布(FeP/CC)中间层, 为锂硫电池提供了更多的活性位点, 不仅可以物理捕获多硫化物(LiPSs)以抑制穿梭效应, 确保稳定的循环, 而且对LiPSs具有催化能力, 有助于提高电化学反应动力学. 带有FeP/CC中间层的锂硫电池可实现1329 mAh•g−1的首圈放电容量, 在100圈循环后, 仍然能保持在1100 mAh•g−1的可逆容量, 并且FeP/CC表现出优异的对LiPS吸附与催化转化能力. 这种多功能FeP/CC中间层为高稳定性以及高容量的锂硫电池提供了一种可行的思路.
周俊粮, 赵振新, 武庭毅, 王晓敏. 多功能磷化铁碳布(FeP/CC)中间层高效催化多硫化物实现锂硫电池的高容量与高稳定性[J]. 化学学报, 2023, 81(4): 351-358.
Junliang Zhou, Zhenxin Zhao, Tingyi Wu, Xiaomin Wang. Efficient Catalytic Conversion of Polysulfides in Multifunctional FeP/Carbon Cloth Interlayer for High Capacity and Stability of Lithium-sulfur Batteries[J]. Acta Chimica Sinica, 2023, 81(4): 351-358.
[1] |
Zhao, J. Y.; Lian, J.; Zhao, Z. X.; Wang, X. M.; Zhang, J. J. Nano-Micro Lett. 2022, 15, 19.
doi: 10.1007/s40820-022-00984-5 |
[2] |
Cheng, X. Q.; Bai, Q.; Li, H. J.; Dou, H. L.; Zhao, Z. X.; Bian, D. Y.; Wang, X. M. Chem. Eng. J. 2022, 442, 136222.
doi: 10.1016/j.cej.2022.136222 |
[3] |
Dou, H. L.; Zhao, X. L.; Zhang, Y. J.; Zhao, W. Y.; Yan, Y. T.; Ma, Z.-F.; Wang, X. M.; Yang, X. W. Nano Energy 2021, 86, 106087.
doi: 10.1016/j.nanoen.2021.106087 |
[4] |
(a) Zhang, H.; Liu, S. W.; Yu, X. F.; Chen, S. L. Journal of Alloys and Compounds 2020, 822, 153664.
doi: 10.1016/j.jallcom.2020.153664 |
(b) Azam, S.; Wei, Z.; Wang, R. J. Colloid Interface Sci. 2022, 615, 417.
doi: 10.1016/j.jcis.2022.01.161 |
|
[5] |
Chen, F.-Y.; Wu, Z.-Y.; Adler, Z.; Wang, H. T. Joule 2021, 5, 1704.
doi: 10.1016/j.joule.2021.05.005 |
[6] |
Li, T.; Li, Y.; Yang, J.; Deng, Y.; Wu, M.; Wang, Q.; Liu, R.; Ge, B.; Xie, X.; Ma, J. Small 2021, 17, e2104613.
|
[7] |
(a) Zhang, J. Y.; Zhang, C. Q.; Wu, S. M.; Zheng, J.; Zuo, Y. H.; Xue, C. L.; Li, C. B.; Cheng, B. W. Electrochim. Acta 2016, 208, 174.
doi: 10.1016/j.electacta.2016.05.032 |
(b) Zhu, X.; Jiang, X.; Yao, X.; Leng, Y.; Xu, X.; Peng, A.; Wang, L.; Xue, Q. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 45726.
doi: 10.1021/acsami.9b16673 |
|
[8] |
He, J. W.; Jiao, L.; Cheng, X. Y.; Chen, G. H.; Wu, Q.; Wang, X. Z.; Yang, L. J.; Hu, Z. Acta Chim. Sinica 2022, 80, 896. (in Chinese)
doi: 10.6023/A22030117 |
(何家伟, 焦柳, 程雪怡, 陈光海, 吴强, 王喜章, 杨立军, 胡征, 化学学报, 2022, 80, 896.)
doi: 10.6023/A22030117 |
|
[9] |
Huang, J. Q.; Sun, Y. Z.; Wang, Y. F.; Zhang, Q. Acta Chim. Sinica 2017, 75, 173. (in Chinese)
doi: 10.6023/A16080454 |
(黄佳琦, 孙滢智, 王云飞, 张强, 化学学报, 2017, 75, 173.)
doi: 10.6023/A16080454 |
|
[10] |
Wang, Z. Y.; Wang, H. M.; Liu, S.; Li, G. R.; Gao, X. P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 20222.
doi: 10.1021/acsami.1c03791 |
[11] |
Peng, H.-J.; Huang, J.-Q.; Cheng, X.-B.; Zhang, Q. Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700260.
doi: 10.1002/aenm.v7.24 |
[12] |
Nie, Z.; Zhang, H.; Lu, Y.; Han, C.; Du, Y.; Sun, Z.; Yan, Y.; Yu, H.; Zhang, X.; Zhu, J. Chem. Eng. J. 2021, 409, 128137.
doi: 10.1016/j.cej.2020.128137 |
[13] |
Ren, Z. W.; Zhao, Z. X.; Zhang, K.; Wang, X. M.; Wang, Y. Z. ChemElectroChem 2021, 8, 1531.
doi: 10.1002/celc.v8.8 |
[14] |
He, M. X.; Li, X.; Li, W. H.; Zheng, M.; Wang, J. J.; Ma, S. B.; Ma, Y. L.; Yin, G. P.; Zuo, P. J.; Sun, X. L. Chem. Eng. J. 2021, 411, 128563.
doi: 10.1016/j.cej.2021.128563 |
[15] |
Wen, G. Y.; Shi, Z. H.; Sui, Y. L.; Wang, B. J.; Zhang, X. P.; Zhang, Z. W.; Wu, L. J. Colloid Interface Sci. 2022, 623, 697.
doi: 10.1016/j.jcis.2022.05.086 |
[16] |
Zhu, T.; Chen, D.; Liu, G.; Qi, P.; Gu, X.; Li, H.; Sun, J.; Zhang, S. Small 2022, 18, e2203693.
|
[17] |
Zhang, Y.; Wang, Y.; Luo, R.; Yang, Y.; Lu, Y.; Guo, Y.; Liu, X.; Cao, S.; Kim, J. K.; Luo, Y. Nanoscale Horiz. 2020, 5, 530.
doi: 10.1039/C9NH00532C |
[18] |
Wang, P.; Zhang, Z. A.; Hong, B.; Zhang, K.; Li, J.; Lai, Y. Q. J. Electroanal. Chem. 2019, 832, 475.
doi: 10.1016/j.jelechem.2018.11.044 |
[19] |
Xia, G.; Zheng, Z. Q.; Ye, J. J.; Li, X. T.; Biggs, M. J.; Hu, C. Chem. Eng. J. 2021, 406, 126823.
doi: 10.1016/j.cej.2020.126823 |
[20] |
Zhao, Z. X.; Pathak, R.; Wang, X. M.; Yang, Z. W.; Li, H. J.; Qiao, Q. Q. Electrochim. Acta 2020, 364, 137117.
doi: 10.1016/j.electacta.2020.137117 |
[21] |
Li, H. J.; Wang, X. M.; Zhao, Z. X.; Pathak, R.; Hao, S. Y.; Qiu, X. M.; Qiao, Q. Q. J. Mater. Sci. Technol. 2022, 99, 184.
doi: 10.1016/j.jmst.2021.05.034 |
[22] |
Yang, X. L.; Wu, Z. H.; Zhang, Y. J.; He, X. J.; Jia, J. Z.; Yang, X. Z.; Zhou, J. L. Chinese J. Inorg. Chem. 2021, 37, 1943. (in Chinese)
|
(杨小兰, 吴忠辉, 张亚军, 何欣健, 贾金柱, 杨雄智, 周俊丽, 无机化学学报, 2021, 37, 1943.)
|
|
[23] |
Li, H. J.; Hao, S. Y.; Tian, Z.; Zhao, Z. X.; Wang, X. M. Electrochim. Acta 2019, 321, 134624.
doi: 10.1016/j.electacta.2019.134624 |
[24] |
Wu, Z.-L.; Ji, S.-B.; Liu, L.-K.; Xie, T.; Tan, L.; Tang, H.; Sun, R.-G. Rare Metals 2020, 40, 1110.
doi: 10.1007/s12598-020-01445-x |
[1] | 李子奇, 刘力玮, 毛承晖, 周常楷, 夏旻祺, 沈桢, 郭月, 吴强, 王喜章, 杨立军, 胡征. 钴取代多金属氧酸盐作为可溶性介质提升锂硫电池性能[J]. 化学学报, 2023, 81(6): 620-626. |
[2] | 赵振新, 姚一琨, 陈佳骏, 牛蓉, 王晓敏. 一种高熵磷酸盐正极宿主实现高稳定性锂硫电池[J]. 化学学报, 2023, 81(5): 496-501. |
[3] | 何家伟, 焦柳, 程雪怡, 陈光海, 吴强, 王喜章, 杨立军, 胡征. 金属有机框架衍生的空心碳纳米笼的结构调控与锂硫电池性能研究[J]. 化学学报, 2022, 80(7): 896-902. |
[4] | 陈锋, 程晓琴, 赵振新, 王晓敏. 分级多孔N, P共掺杂rGO改性隔膜增强锂硫电池的循环稳定性[J]. 化学学报, 2021, 79(7): 941-947. |
[5] | 王文璇, 王建邱, 郑众, 侯剑辉. 叠层结构的有机太阳能电池研究进展[J]. 化学学报, 2020, 78(5): 382-396. |
[6] | 王啸, 李有彬, 杜玲玉, 高福杰, 吴强, 杨立军, 陈强, 王喜章, 胡征. 石墨烯包覆的硫填充碳纳米笼自支撑整体材料的制备及其锂硫电池性能研究[J]. 化学学报, 2018, 76(8): 627-632. |
[7] | 李宛飞, 马倩, 郑召召, 张跃钢. 三维氮掺杂碳纳米带的制备及其在锂硫电池中的应用[J]. 化学学报, 2017, 75(2): 225-230. |
[8] | 黄佳琦, 孙滢智, 王云飞, 张强. 锂硫电池先进功能隔膜的研究进展[J]. 化学学报, 2017, 75(2): 173-188. |
[9] | 金朝庆, 谢凯, 洪晓斌. 锂硫电池电解质研究进展[J]. 化学学报, 2014, 72(1): 11-20. |
[10] | 杨敬贺, 赵博, 赵华博, 陆安慧, 马丁. 磷化铁/石墨烯纳米复合物的制备及其在F-T合成反应中的应用[J]. 化学学报, 2013, 71(10): 1365-1368. |
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