鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:668次 | 2021年08月23日
鄧鶴翔和柯福生團(tuán)隊(duì)鋰硫電池研究獲沖破
導(dǎo)電聚合物-MOF復(fù)合材料與比較組材料在充放電過(guò)程中的優(yōu)劣比較以及在高倍率10.0C下長(zhǎng)循環(huán)探測(cè)曲線(xiàn)
化學(xué)優(yōu)秀期刊《德國(guó)使用化學(xué)》(Angew.Chem.Int.Ed.),近日在線(xiàn)發(fā)表化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院鄧鶴翔、柯福生團(tuán)隊(duì)鋰硫電池(Li-S)沖破性研究成果。
該研究采用導(dǎo)電聚合物(CP)和金屬有機(jī)框架(MOF)作為復(fù)合電極,首次實(shí)現(xiàn)Li-S電池在16.8A/g充放電電流下1000周循環(huán),揭示了MOF材料在電化學(xué)儲(chǔ)能器件方面的巨大使用前景,被雜志社評(píng)選為VIP文章,并被選作內(nèi)部封面展示。
論文題為Metal–OrganicFrameworksforHighCharge–DischargeRatesinLithium–Sulfurbatteries(《基于金屬有機(jī)框架材料的高充放電速率鋰硫電池》)。鄧鶴翔、柯福生為通信作者,博士生江浩慶、碩士生劉曉晨為共同第一作者。其他作者包括研究生鄔玉珊、宮煊、舒于飛。
長(zhǎng)期以來(lái),MOF材料的使用聚集在氣體分離、存儲(chǔ)、催化等范疇。受導(dǎo)電性限制,MOF在電化學(xué)使用方面的關(guān)注較少。要怎么樣充足發(fā)揮MOF極性孔道傳輸離子的優(yōu)點(diǎn),提升導(dǎo)電性具有決定性意義。傳統(tǒng)路徑是筆直設(shè)計(jì)合成導(dǎo)電MOF,研究人員沒(méi)有采用這一路徑,而是將導(dǎo)電聚合物與MOF復(fù)合,成功將導(dǎo)電率提升7個(gè)數(shù)量級(jí)。該復(fù)合材料作為鋰硫電池陰極,在10.0C(16.8A/g)大電流密度下充放電循環(huán)1000次后仍有440mAh/g的容量,倍率性能優(yōu)于傳統(tǒng)碳基載硫材料。通過(guò)比較多種孔道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),研究人員首次發(fā)現(xiàn)了MOF的孔道結(jié)構(gòu)對(duì)其高倍率下的電化學(xué)性能有緊要影響,具有通透十字交織結(jié)構(gòu)的MOF非常利于離子擴(kuò)散,其大倍率充放電性能最佳。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
上一篇:究竟什么鋰離子電池品牌才放心?