多功能V3S4納米線/石墨烯複合材料用於高性能鋰硫電池

2021-02-13 石墨烯聯盟

　　具有高理論比容量與能量密度的鋰硫電池被認為是一種頗具前景的新一代能量儲存系統，但其目前仍面臨一定挑戰。將多硫化物的吸附位點與電催化性能相結合，是提升電池性能的有效方法。近日，北京大學侯仰龍教授等人在Science China Materials上發表研究論文，將一種V3S4納米線均勻分布在石墨烯基底上得到了多功能V3S4納米線/石墨烯複合材料(V3S4-G)。

圖1 V3S4-G的合成示意圖。

圖2 (a) V2O3-W，(b) V3S4-W和(c) V3S4-G的TEM圖。(d) V3S4-G的元素映像。V2O3-W，V3S4-W和V3S4-G的(e) 氮氣吸附=脫附等溫線和(f)孔徑分布。

　　該材料的結構，有助於暴露V3S4活性中心，從而錨定多硫化鋰並提升其反應動力學。基於該多功能V3S4-G硫正極的鋰硫電池表現出穩定的循環性能與良好的倍率性能。即使在硫的負載量達到3 mg cm−2時，在0.5 C的電流密度下，該V3S4-G硫正極仍然保持低的容量衰減速率(每圈0.186%)。

圖3 (a) V3S4-G和鋰硫化合物之間的作用。(b) V3S4-G/S-3的前三次CV曲線。(c) V3S4-G/S-3的循環穩定性。

　　該研究成果最近發表於Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1313-6。

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