近日，由中科院大連化學物理研究所（DICP）的劉健教授和吳忠?guī)浗淌陬I導的研究小組開發(fā)出了用Fe 1－x S修飾的介孔碳球作為鋰電反應器的納米反應器。硫磺電池正極。該納米反應器展示出優(yōu)異的多硫化物催化活性和循環(huán)穩(wěn)定性。這項研究于4月16日發(fā)表在《先進能源材料》上。
圖片來源：中科院大連化學物理研究所
鋰硫電池的理論能量密度高，為2600瓦時每千克，理論容量為1675毫安時每克。但是，在充放電過程中硫的轉化反應緩慢，導致硫的利用率低、溶解現(xiàn)象嚴重，進一步降低了鋰硫電池的容量和穩(wěn)定性。
因此，設計合理的電催化系統(tǒng)可以實現(xiàn)多硫化物在高硫負荷下的穩(wěn)定、高效的催化轉化，從而獲得高的循環(huán)穩(wěn)定性。
在本研究中，研究人員設計了一種裝飾有高度分散的Fe1－xS電催化劑納米顆粒的介孔納米反應器，并將其應用于具有高催化活性和高硫負荷的鋰硫電池正極。
該納米反應器質量密度低，孔隙率高，具有高度分散的電催化劑，能顯著提高多硫化物的吸附和催化轉化能力。研究人員發(fā)現(xiàn)，在0．5 C 的電流密度下，經(jīng)200次循環(huán)，納米反應器的容量從初始值1070毫安時每克幾乎沒有衰減。
劉教授說：“納米反應器設計策略為制造大容量、長周期可充電電池提供了一種新的方案。這也為設計更安全、高能量密度的鋰金屬電池開辟了新道路。”
