81 / 2019-10-31 16:19:13

超分散WxC纳米颗粒作为高性能锂硫电池正极电催化剂材料

锂硫电池,穿梭效应,电催化,碳化钨,金属有机骨架

锂硫电池因其超高的理论比容量（1672 mAh/g）和能量密度（2600Wh/kg），价格低廉，环境友好等优点，有希望成为“后锂离子”时代的能源存储系统。但是锂硫电池仍面临诸多挑战，其中最棘手的问题便是可溶性多硫化物导致的“穿梭效应”。近年来，大部分的研究都通过材料的设计，以物理或化学的方式固定多硫化物，但是效果都不理想。在本工作中，我们阐述了正极电催化剂在锂硫电池中扮演了至关重要的作用。在该工作中，我们运用金属有机骨架材料（MOFs）作为前驱体，在孔道中修饰磷钨酸分子，通过高温煅烧，得到了负载在碳骨架上、超分散的具有纳米尺寸的碳化钨颗粒。工作的亮点在于通过实验测试和理论计算表明，我们所制备的WxC材料不仅对多硫化物中间体有良好的吸附作用，而且能够加速低阶多硫化物向Li2S的转变；将WxC材料作为正极电催化剂时，锂硫电池展现了大容量、高稳定性、良好的倍率性能。