二硒化鉬複合材料彌補鋰硫電池不足

近期,揚州大學研究者設計出了一種包埋于多孔氮摻雜碳(NC)納米骨架中的多界面二硒化鉬複合材料——二硒化鉬/二硒化鈷异質結構(MoSe2/CoSe2@NC),幷以其作爲鋰硫電池(LSBs)的多功能陰極宿主材料,以解决該電池多硫化物的穿梭效應和硫轉化動力學緩慢的問題。

鋰硫電池圖片

作爲下一代高能量密度存儲技術的優選替代品,鋰硫電池憑藉著能量密度高、價格低廉、原料易得和對環境友好的優點,深受廣大儲能研究者的青睞。但是,在實際應用中,LSBs仍存在諸多不足,比如容量衰减速度快、循環壽命短和庫倫效率低等。

爲了彌補LSBs的不足,過渡金屬硒化物(TMSes)成爲近年來研究的重點之一。TMSes因具有優异的導電性、獨特的親硫特性和催化效應,而被證實了適合用作LSBs的陰極宿主材料和電催化劑,能抑制多硫化物的穿梭效應以及加快硫轉化動力學。然而,由于單個TMSes的吸附和催化作用有限,所以阻礙了TMSes在LSBs中的實際應用。

有鑒于此,揚州大學研究者就合成了MoSe2/CoSe2@NC,其在吸附多硫化物和催化硫轉化兩方面都具有顯著優勢。研究表明,CoSe2對多硫化物的化學吸附作用較强,同時能催化長鏈多硫化物的還原反應,而MoSe2對多硫化物的轉化具有雙向催化作用,尤其是對短鏈多硫化物的氧化反應的催化作用更明顯。

MoSe2-CoSe2-NC的製備示意圖(圖源:揚州大學)

總的來說,使用MoSe2/CoSe2@NC作爲LSBs的陰極宿主材料和電催化劑時,能顯著提高電池産品的使用壽命和倍率性能。該研究成果已以“Core-shell polyoxometalate-based zeolite imidazole framework-derived multi-interfacial MoSe2/CoSe2@NC enabling multi-functional polysulfide anchoring and conversion in lithium-sulfur batteries”爲題發表在Journal of Materials Chemistry A期刊上。

 

 

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