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金属有机骨架材料在锂硫电池正极中的应用

发布时间:2022-01-14 03:16
  锂硫电池因其具有高的理论能量密度,近年来成为高性能二次电池领域的研究热点。为了有效提升锂硫电池的电化学性能,具有孔径分布可控、孔隙率高以及易于功能化等诸多优点的金属有机骨架(MOFs)材料被广泛探索研究。通过对MOFs材料进行修饰改性,制备的多种MOF复合材料、MOF衍生材料表现出了更优的电化学性能,有效提升了电极反应动力学、改善了电池循环性能。针对当前锂硫电池研究中的关键问题,对各类MOFs材料、MOF复合材料和MOF衍生材料在锂硫电池正极中应用的研究进展进行了综述,并对未来MOF基材料在锂硫电池正极中应用的发展趋势作出了展望。 

【文章来源】:中国材料进展. 2020,39(Z1)北大核心CSCD

【文章页数】:11 页

【部分图文】:

金属有机骨架材料在锂硫电池正极中的应用


MOF基材料在锂硫电池正极中的作用机理

效率曲线,循环性,倍率,复合材料


含有不同导电碳添加剂的MIL-100(Cr)/S@155复合材料的循环性能(a)[18],MIL-100(Cr)/S@155+50%C,SBA-15/S@155+50%C和mesoporous carbon/S@155在0.1C倍率下的循环性能(b)[18],HKUST-1?S的制备原理示意图(c)[21],HKUST-1/S与HKUST-1?S在0.1C的充电倍率和0.05C放电倍率下的循环性能以及HKUST-1?S的库伦效率曲线(d)[21]

过程图,复合材料,循环性,硫化物


2020年,Rana等[31]制备了反铁电钙钛矿二甲基铵甲酸锌(DMAZF,[(CH3)2NH2]Zn(HCO2)3),研究发现,当其与导电CNTs结合时,可以减缓多硫化物在锂硫电池中的迁移速率。DMAZF具有纳米孔结构以及锌(Zn)金属位点,纳米孔促进了多硫化物的物理隔离;而Zn位点作为路易斯酸位点能够吸附多硫化物,同时作为催化位点可促进多硫化物的电化学氧化还原反应。当DMAZF/CNTs/S复合正极的S载量为5 mg/cm2时,在0.05C倍率下,其展现出1260 m Ah/g的首次放电比容量;在0.1C的倍率下,其首次放电比容量为1007 m Ah/g,且循环120周后,其容量衰减仅为0.07%,表现出优良的电化学性能。3.3 MOF衍生材料

【参考文献】:
期刊论文
[1]In situ sulfur-doped graphene nanofiber network as efficient metal-free electrocatalyst for polysulfides redox reactions in lithium–sulfur batteries[J]. Shijie Zhang,Peng Zhang,Ruohan Hou,Bin Li,Yongshang Zhang,Kangli Liu,Xilai Zhang,Guosheng Shao.  Journal of Energy Chemistry. 2020(08)



本文编号:3587697

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