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鋰硫（Li-S）電池具有超高的理論能量密度，因此備受關(guān)注。然而，由于多硫化物穿梭效應(yīng)的加劇和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的遲緩，其在寬溫度范圍內(nèi)的應(yīng)用仍然受到阻礙。

王永剛/徐杰AFM：在-50℃至70℃超寬溫范圍內(nèi)運(yùn)行的鋰硫電池

圖1 材料制備及作用示意

復(fù)旦大學(xué)王永剛、安徽工業(yè)大學(xué)徐杰等通過直接碳化金屬有機(jī)框架/碳納米管（MOF/CNT）復(fù)合材料，設(shè)計(jì)了一種由錨定在碳納米管上的鎳納米顆粒（Ni@C/CNT）組成的納米復(fù)合電催化劑，然后，將這種電催化劑涂覆在商用隔膜上，作為Li-S電池的多硫化物捕集器和動(dòng)力學(xué)加速器。

在這一設(shè)計(jì)中，Ni@C/CNT電催化劑的特點(diǎn)是超細(xì)鎳納米顆粒分布均勻，這些顆粒來自具有有序金屬位點(diǎn)的MOF前體，有利于多硫化物在低溫下的轉(zhuǎn)化和多硫化物在高溫下的化學(xué)吸附。

圖2 對多硫化物的吸附和催化

因此，基于Ni@C/CNT改性隔膜的Li-S電池可在-50℃至70℃的寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定循環(huán)。在室溫下，它們還能在高硫負(fù)載（9.0 mg cm^?2）條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，并在靜置48小時(shí)后表現(xiàn)出2.59%的超低自放電容量衰減。這些充滿希望的結(jié)果可為具有寬工作溫度能力的Li-S電池的先進(jìn)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

圖3 Li-S電池的寬溫性能

Operating Lithium–Sulfur Batteries in an Ultrawide Temperature Range from ?50 °C to 70 °C. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202304433

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