El progrés continu de la ciència i la tecnologia ha presentat requisits més elevats per a la tecnologia de bateries d’ions de liti, especialment en el camp d’emmagatzematge d’energia a gran escala, com ara vehicles elèctrics, que requereix una nova bateria d’ions de liti amb una major densitat d’energia i un preu més baix. Entre ells, la bateria de sofre de liti com una mena de bateria d’ions de liti de reacció multi-electrònica, la seva densitat d’energia (2600Wh\/kg) i l’avantatge de preus és molt superior a l’actual fosfat de ferro de liti i bateries comercials d’òxid de cobalt de liti, de manera que ha cridat una àmplia atenció. No obstant això, hi ha una sèrie de problemes en el procés de càrrega i descàrrega, com ara una mala conductivitat del sofre elemental, l'efecte llançadora del polisulfur intermedi, l'expansió del volum en el procés de càrrega i descàrrega. Actualment, els investigadors han proposat una sèrie d’estratègies d’optimització per als materials hostes de l’elèctrode positiu de sofre, com millorar la conductivitat de l’elèctrode positiu de sofre a través del carboni porós i millorar l’adsorció de polisulfur mitjançant la dopació de nitrogen. Tanmateix, els efectes obtinguts per diversos mitjans són limitats i el problema no es pot resoldre fonamentalment. Per tant, cal un material host d’elèctrodes més eficaç que combina diverses funcions.
Peking University va desenvolupar un nou material de carboni porós nano-cobalt per a les bateries de sofre de liti
Un nou material de bateria de sofre de liti
Recentment, l’Institut de la Universitat de Pequín Shenzhen Graduate School of the New Material Pan Feng Energy Center Center Investigat Leaded pel professor One MOF Material es va preparar a partir de la responsabilitat comuna dels nanocristalls de cobalt nitrogen Doped Porous Cage com a nou tipus de bateria de liti de materials hostes A mesura que el càlcul de DFT revela les raons del rendiment, il·lumina els nanocristalls de CO, la dinàmica d’adsorció de polisulfur de la difusió i la transformació de l’ió de liti del paper positiu, per a la preparació d’un nou tipus de material de catòdode de bateria de liti proporciona un tren de pensament. El treball es va publicar recentment a Advanced Energy Materials (2020,10 (9), 1903550, si =24. 884), una coneguda revista al camp dels materials energètics.
La novetat d’aquest treball és que l’equip d’investigació utilitza ZNCO-MOF amb una superfície específica alta per adsorbir molècules petites de glucosa i, després, durant el procés de carbonització, la glucosa es carbonitza preferentment en un marc de carboni d’estructura SP2 a la cavitat MOF per aïllar el metall de cobalt i millorar la conductivitat elèctrica. Al mateix temps, una quantitat adequada de sofre pot permetre que -- 87 en pes del material de sofre actiu es carregui a la gàbia de carboni en lloc de la superfície, de manera que el sofre i l’esquelet de gàbia de carboni mantinguin una forta interacció. Team preparation of cobalt nanocrystals with high dispersion bear the load of nitrogen doping of porous carbon cage how sulfide to sulfur active materials and intermediates with multifunctional effect, including the improvement of electrical conductivity, high sulfur content, stress relieving, the speeding up of the lithium ion diffusion dynamics, catalytic polysulphide rapid transformation and strong L’adsorció d’intermedis de polisulfur, etc.
Peking University va desenvolupar un nou material de carboni porós nano-cobalt per a les bateries de sofre de liti
Propietats electroquímiques d’un nou material d’anodes compostos de liti - sofre
Al mateix temps, una sèrie d’estudis han demostrat que els nanocristalls de CO altament dispersos transportats a l’esquelet no només poden promoure eficaçment la difusió d’ions de liti i el redox del polisulfur, sinó que també pot millorar encara més l’absorció de polisulfur. Aquest treball proporciona una nova referència per als metalls de transició com a catalitzadors d’alt rendiment per a polisulfur en bateries de sofre de liti.
Aquest treball es va completar sota l’orientació de Pan Feng. Els co-primers autors d’aquest article van ser el doctorat Wang Rui i el company postdoctoral Yang Jinlong, i el professor Xiao Yinguo i el professor Pan Feng van ser els autors co-corresponents. Aquest treball ha estat recolzat pel Programa Nacional de Recerca i Desenvolupament de Materials Enginyeria Genètica, el laboratori clau de la província de Guangdong i la Comissió d'Innovació de la Ciència i Tecnologia de Shenzhen
