二硒化鎢超點陣在鋰硫電池的應用

爲了製造出綜合性能更高的鋰硫（Li-S）電池，福州大學與西班牙巴塞羅那大學-加泰羅尼亞能源研究所研究者共同開發出了具有高電導率特性的氮摻雜石墨烯插層的二硒化鎢超點陣材料（NG/WSe2），幷將其應用于鋰硫電池正極反應中，使正極材料呈現出優异的倍率性能和循環穩定性。

作爲理想的下一代電化學能源存儲設備之一，Li-S電池正極材料正面臨以下幾個挑戰： 一是絕緣的活性材料極大增加了電子傳導的難度；二是充放電過程中的生成可溶的聚硫化合物（LiPS），造成活性材料的流失和鋰負極的腐蝕；三是固-液-固的反應過程造成電化學氧化還原反應動力學緩慢；四是循環過程中産生80%的體積變化，造成電極結構坍塌。

爲了有效地解决上述的問題，研究者將二維石墨烯與過渡金屬二硒化鎢材料進行結合，製備出NG/WSe2超點陣材料，幷作爲Li-S電池正極的宿主材料。從作用上來看，石墨烯能有效解决S/Li2S活性材料的導電性差的問題，WSe2能高效加快LiPS的轉化。研究表明，NG/WSe2超點陣在异質界面處能够有效促進鋰離子轉移，幷且實現LiPS的雙效吸附，有效加速了Li-S反應動力學幷抑制穿梭效應。

NG/WSe2超點陣材料的製備：首先在溶劑熱過程中合成了PVP插層WSe2的有機無機超點陣納米片，在隨後煆燒過程中隨著PVP的熱解，獲得了具有高電導率特性的氮摻雜石墨烯插層的WSe2超點陣，幷且伴隨著WSe2層間距從2.1nm到1.04nm的連續調控。該生産技術不僅有效克服了傳統超點陣繁瑣和低産率的缺點，還使産品具有優异的電導率和最大化的异質界面效應。

• < 前一頁
• 下一個 >