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王佳兆/林良旭Small：富缺陷碳納米管作為鋰硫電池的導(dǎo)電基體和有效介體

由于硫含量豐富且比容量高，Li-S電池被認(rèn)為是一種很有前景的儲能系統(tǒng)。硫正極中的多硫化物穿梭和緩慢的反應(yīng)動力學(xué)顯著降低了Li-S電池的循環(huán)壽命。

澳大利亞臥龍崗大學(xué)王佳兆、林良旭等采用改進(jìn)的方法在碳納米管(CNT)中產(chǎn)生缺陷，以錨定多硫化物并加速電化學(xué)反應(yīng)。

富含缺陷的碳納米管(D-CNT)能夠顯著改善循環(huán)和倍率性能。實(shí)驗(yàn)顯示，相應(yīng)的Li-S電池在0.5 C的電流密度下，循環(huán)400次后實(shí)現(xiàn)了600 mAh g^-1的比容量，即使在較高的電流密度（5.0 C）下，也獲得了434 mAh g^-1的比容量。

另外，在高硫負(fù)載和貧電解液的條件下，電池也實(shí)現(xiàn)了高達(dá)1000次循環(huán)的循環(huán)穩(wěn)定性。

圖1 Li-S電池性能

理論計算表明，這種改善主要?dú)w因于富缺陷碳的電子結(jié)構(gòu)，由于p帶中心的上移，其與多硫化物的結(jié)合能更高。

此外，旋轉(zhuǎn)圓盤電極測量表明，富含缺陷的碳可以加速多硫化物的轉(zhuǎn)化過程。預(yù)計這種新的設(shè)計策略可以成為具有良好導(dǎo)電性和高催化活性的Li-S電池類介體碳材料的起點(diǎn)。

圖2 硫化鋰-硫?qū)ΨQ電池性能

The Dual Functions of Defect-Rich Carbon Nanotubes as Both Conductive Matrix and Efficient Mediator for Li-S Batteries. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202103535

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/13/b2e8b02b40/

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