Un materiale poroso ospite del carbonio del nuovo nano-cobalto per le batterie dello zolfo del litio è stato sviluppato dall'università di Pechino

July 25, 2020

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Il progresso continuo di scienza e tecnologia ha presentato gli più alti requisiti della tecnologia dell'Accumulatore litio-ione, particolarmente nel campo di immagazzinamento dell'energia su grande scala quali i veicoli elettrici, che richiede il nuovo Accumulatore litio-ione con densità di più alta energia ed il prezzo più basso. Fra loro, la batteria dello zolfo del litio come genere di Accumulatore litio-ione della reazione dell'multi-elettrone, la sua densità di energia (2600Wh/kg) ed il vantaggio dei prezzi è ben superiori alle batterie commerciali correnti dell'ossido di cobalto del fosfato e del litio del ferro del litio, in modo da ha attirato l'ampia attenzione. Tuttavia, ci sono le serie di problemi nel processo caricantesi e di scarico, quali la conducibilità difficile di zolfo elementare, l'effetto del polisolfuro intermedio, espansione della navetta di volume nel processo caricantesi e di scarico. Attualmente, i ricercatori hanno proposto una serie di strategie di ottimizzazione per i materiali ospite dell'elettrodo positivo dello zolfo, come il miglioramento della conducibilità dell'elettrodo positivo dello zolfo attraverso carbonio poroso e miglioramento dell'adsorbimento del polisolfuro con la verniciatura dell'azoto. Tuttavia, gli effetti ottenuti attraverso i vari mezzi sono limitati ed il problema non può essere risolto fondamentalmente. Di conseguenza, un materiale positivo più efficace ospite dell'elettrodo che combina le varie funzioni è necessario.

 

Un materiale poroso ospite del carbonio del nuovo nano-cobalto per le batterie dello zolfo del litio è stato sviluppato dall'università di Pechino

Un nuovo materiale della batteria dello litio-zolfo

 

Recentemente, l'istituto della scuola post-laurea di Shenzhen dell'università di Pechino di nuovo gruppo di ricerca materiale del centro di energia pulita di Feng della pentola principale dal materiale di professore uno MOF è stato preparato in base alla responsabilità comune della gabbia porosa del carbonio verniciata azoto di nanocrystals del cobalto come nuovo tipo di batteria al litio dei materiali ospite, con la sua prova elettrochimica eccellente di caratterizzazione della prestazione trovata ed includendo XRD, SEM, TEM, XPS e vario mezzo quale il calcolo di DFT rivela le ragioni della prestazione, illumina i nanocrystals di Co, la dinamica di adsorbimento del polisolfuro della diffusione dello ione del litio e trasformazione del ruolo positivo, dato che la preparazione di nuovo tipo di materiale del catodo della batteria al litio fornisce un treno di pensiero. L'opera recentemente è stata pubblicata in materiali avanzati di energia (2020,10 (9), 1903550, IF=24.884), un giornale ben noto nel campo dei materiali di energia.

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La novità di questo lavoro è che il gruppo di ricerca USA lo zNCO-MOF con alta area specifica per adsorbire le piccole molecole del glucosio e poi durante il processo della carbonizzazione, il glucosio è carbonizzato preferenziale nella struttura del carbonio della struttura di SP2 nella cavità di MOF per isolare il metallo del cobalto e per migliorare la conduttività elettrica. Allo stesso tempo, una quantità appropriata di zolfo può permettere a -- 87 WT % del materiale attivo dello zolfo da caricare nella gabbia del carbonio piuttosto che sulla superficie, di modo che lo scheletro della gabbia del carbonio e dello zolfo mantiene una forte interazione. Preparazione del gruppo dei nanocrystals del cobalto con l'alto orso della dispersione il carico di verniciatura dell'azoto della gabbia porosa del carbonio come il solfuro ai materiali attivi dello zolfo e dei mediatori con effetto multifunzionale, compreso il miglioramento di conduttività elettrica, del contenuto di zolfo elevato, di alleviamento di sforzo, dell'accelerazione della dinamica della diffusione dello ione del litio, della trasformazione rapida del polisolfuro catalitico e di forte adsorbimento dei mediatori del polisolfuro ecc, essi può assicurare che batterie dello zolfo del litio alto rapporto della prestazione e della vita di ciclo lunga.

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Un materiale poroso ospite del carbonio del nuovo nano-cobalto per le batterie dello zolfo del litio è stato sviluppato dall'università di Pechino
Proprietà elettrochimiche di nuovo litio - materiale composito dell'anodo dello zolfo

Allo stesso tempo, una serie di studi ha indicato che i nanocrystals altamente dispersi di Co hanno portato dentro lo scheletro possono non solo efficacemente promuovere la diffusione degli ioni del litio e dei REDOX del polisolfuro, ma inoltre avanzano migliorano l'assorbimento del polisolfuro. Questo lavoro fornisce un nuovo riferimento per i metalli di transizione come catalizzatori di rendimento elevato per il polisolfuro in batterie dello zolfo del litio.

 

Questi lavori sono stati ultimati sotto la guida della pentola Feng. I co-primi autori di questa carta erano studente di laurea Wang Rui e collega postdottorale Yang Jinlong e l'insegnante Xiao Yinguo e la pentola Feng dell'insegnante erano gli autori co-corrispondenti. Questo lavoro è stato sostenuto dal programma chiave nazionale di ricerca e sviluppo di ingegneria genetica dei materiali, dal laboratorio chiave della provincia del Guangdong e dalla Commissione dell'innovazione di scienza e tecnologia di Shenzhen

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