稀土催化劑在鋰硫電池中的應用

近期，溫州大學研究團隊設計開發了Tb（鋱）電子存儲器，幷將其應用于鋰硫電池（Li−S電池）中，使該電池展現出極爲出色的電化學性能、循環穩定性、高硫載量和貧電解液能力，所以有望迎來大規模商業應用。

鋰硫電池是以硫元素作爲正極材料，金屬鋰作爲負極材料的一種儲能電池，理論比能量達到2600Wh/kg，遠遠高于商業上廣泛應用的鈷酸鋰電池的容量，因此被公認爲是目前常用鋰離子電池的最理想代替品之一，更適合應用在電動車、電動飛機等産品中。此外，該電池中的硫材料具有來源廣泛、價格低廉和對生態環境較爲友好的特點。

但是，Li−S電池也存在一定的不足，比如單質硫的導電性較差，可溶性多硫化物（LiPSs）的積累和穿梭。LiPSs的穿梭效應會導致活性材料損失和死硫形成、以及金屬鋰負極腐蝕，進而嚴重影響電池的質量。爲了解决上述的問題，溫州大學研究者向鋰硫電池中引入了稀土催化劑，以加速可溶性多硫化物的轉化，减少LiPSs在電解質中的積累和遷移。

研究表明，Tb電子存儲器能够在Li−S電池循環過程中動態釋放/接收電子，幷通過化學鍵如Tb−S吸附多硫化物，降低活化能壘，加速電子和鋰離子傳輸，同時能選擇性催化長鏈和短鏈多硫化物轉化，因此表現出良好的電化學性能。其中，引入Tb3+/4+電子存儲器的Li−S電池具有優异的循環穩定性、高硫載量和貧電解液能力。

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