鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年08月23日
鄧鶴翔和柯福生團隊鋰硫電池研究獲沖破
導電聚合物-MOF復合材料與比較組材料在充放電過程中的優劣比較以及在高倍率10.0C下長循環探測曲線
化學優秀期刊《德國使用化學》(Angew.Chem.Int.Ed.),近日在線發表化學與分子科學學院鄧鶴翔、柯福生團隊鋰硫電池(Li-S)沖破性研究成果。
該研究采用導電聚合物(CP)和金屬有機框架(MOF)作為復合電極,首次實現Li-S電池在16.8A/g充放電電流下1000周循環,揭示了MOF材料在電化學儲能器件方面的巨大使用前景,被雜志社評選為VIP文章,并被選作內部封面展示。
論文題為Metal–OrganicFrameworksforHighCharge–DischargeRatesinLithium–Sulfurbatteries(《基于金屬有機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。
長期以來,MOF材料的使用聚集在氣體分離、存儲、催化等范疇。受導電性限制,MOF在電化學使用方面的關注較少。要怎么樣充足發揮MOF極性孔道傳輸離子的優點,提升導電性具有決定性意義。傳統路徑是筆直設計合成導電MOF,研究人員沒有采用這一路徑,而是將導電聚合物與MOF復合,成功將導電率提升7個數量級。該復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1000次后仍有440mAh/g的容量,倍率性能優于傳統碳基載硫材料。通過比較多種孔道拓撲結構,研究人員首次發現了MOF的孔道結構對其高倍率下的電化學性能有緊要影響,具有通透十字交織結構的MOF非常利于離子擴散,其大倍率充放電性能最佳。
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