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陳人杰/趙騰Small Methods: 用于高速率柔性鋰硫電池的多孔陰離子摻雜硒化鈷

陳人杰/趙騰Small Methods: 用于高速率柔性鋰硫電池的多孔陰離子摻雜硒化鈷
新興的硫催化主體是打破鋰硫電池(LSBs)實際應用極限的有效方法。CoSe由于其金屬性質(zhì)(優(yōu)異的導電性)和高催化活性而在LSBs中受到更多關(guān)注,然而關(guān)于CoSe陰離子摻雜的文獻很少。
實際上,通過缺陷(天然或人工)或非金屬陰離子摻雜來調(diào)整晶體的電子結(jié)構(gòu)是提高材料固有電導率的有效方法。
陳人杰/趙騰Small Methods: 用于高速率柔性鋰硫電池的多孔陰離子摻雜硒化鈷
在此,北京理工大學陳人杰教授、趙騰等人合成了具有大孔結(jié)構(gòu)的繡球花狀Co0.85Se電催化劑,并用亞硫酸氫鈉進一步熱處理以摻雜硫。與Co0.85Se相比,Co0.85SeS具有更高的導電性并保持了多孔結(jié)構(gòu)。
實驗證明了Co0.85SeS對LiPS的良好催化轉(zhuǎn)化能力,此外理論計算表明,S摻雜的Co0.85Se對短鏈LiPSs具有更強的吸附能,可以加速Li2S/Li2S2在其表面成核。
陳人杰/趙騰Small Methods: 用于高速率柔性鋰硫電池的多孔陰離子摻雜硒化鈷
圖1. Co0.85SeS的合成及表征
這些特點賦予了 Co0.85SeS/S正極具有低電化學極化和高放電容量。此外,通過在柔性碳布(Co0.85SeS@CC)上原位合成Co0.85SeS設(shè)計了高S負載正極, Co0.85SeS@CC的多孔開放框架促進了電解液的滲透并適應了充電/放電過程中硫的體積變化。
因此,在高硫負載下具有Co0.85SeS@CC-5%Co0.85SeS的柔性軟包Li-S電池顯示出高面積容量、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。這項工作為實現(xiàn)高倍率柔性Li-S電池提供了一種可行的方法。
陳人杰/趙騰Small Methods: 用于高速率柔性鋰硫電池的多孔陰離子摻雜硒化鈷
圖2. 基于Co0.85SeS@CC-5%Co0.85SeS/S的軟包鋰硫電池的電化學性能
Anion-Doped Cobalt Selenide with Porous Architecture for High-Rate and Flexible Lithium-Sulfur Batteries, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100649

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