大連化物所等在MXene基一體化電極應(yīng)用于鋰硫電池研究中獲進(jìn)展

時(shí)間:2018-03-14 10:25來源:中科院 作者:綜合報(bào)道
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大連化物所等在MXene基一體化電極應(yīng)用于鋰硫電池研究中獲進(jìn)展

  近日,中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠?guī)、先進(jìn)二次電池研究組研究員陳劍及中科院金屬研究所研究員王曉輝合作,創(chuàng)新構(gòu)筑了全MXene基一體化硫正極,并證明其具有優(yōu)異的鋰硫電池性能。
 
  MXene是一類新型二維金屬碳(氮)化物納米片,常見的Ti3C2 MXene具有手風(fēng)琴狀多層結(jié)構(gòu),顆粒尺寸較大、孔體積和比表面積有限,作為硫負(fù)載基體時(shí),較難實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的電化學(xué)性能。近期,該研究團(tuán)隊(duì)在前期MXene工作(Nano Energy,ACS Nano)研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步利用MXene衍生的堿化納米帶(a-Ti3C2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為硫負(fù)載基體,剝離的MXene納米片(d-Ti3C2)作為限制多硫化物穿梭效應(yīng)的中間層,構(gòu)筑了全MXene基一體化硫正極,避免了金屬集流體的使用。a-Ti3C2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有相互連通大孔結(jié)構(gòu)以及高比表面積,可實(shí)現(xiàn)高硫載量和快的離子傳輸。d-Ti3C2納米片中間層可通過物理阻擋或化學(xué)吸附作用有效阻止多硫化物穿梭效應(yīng)的發(fā)生,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的鋰硫電池性能。該研究率先提出將不同MXene納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能集成的策略,有望在其它類型電池和超級(jí)電容器中得到廣泛應(yīng)用。
 
  相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano上。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、大連化物所與青島能源所融合基金、國(guó)家青年千人計(jì)劃、中國(guó)博士后基金等的資助。
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文章標(biāo)簽: 鋰硫電池 電極 中科院
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