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肖助兵课题组在ACS Applied Materials & Interfaces上发表高体积能量密度锂硫电池研究进展

信息来源: 发布日期: 2021-08-18

  近日,光伏材料省重点实验室肖助兵教授课题组在高性能锂硫电池方面取得重要研究进展,以“Hierarchical Assembly of CNTs-VSe2-VOx/S for Flexible Lithium-Sulfur Batteries”为题,发表在国际期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上(影响因子9.229)。

  目前硫正极的面积容量已经超过4.0 mAh cm-2,但仍然存在一个棘手的问题,即如何同时提升体积性能,这是电动汽车或便携式设备的关键指标。构建具有较短离子扩散路径的高导电性致密硫正极复合材料对于在高质量负载条件下获得全面优异的电化学性能至关重要。在理论建模的指导下,该团队报道了一种用于柔性锂硫电池的自支持CNTs-VSe2-VOx/S多级组装体。该组装体为快速电子/离子传输和电解质渗透提供了互连网络,而丰富的活性位点适合于高效锚定和催化硫的转化。该复合硫正极在孔隙率为0.44的情况下,其弯曲度仅为2.42。在含硫量为1.5 mg cm-2时,正极的倍率性能达到37.8 mA cm-2,同时正极的面积/体积容量为11.4 mAh cm-2/1424.2 mAh cm-3。在载硫量高达6.0 mg cm-2和较低的电解液用量(4.2 μL mg-1)情况下,软包锂硫电池可以同步得到高质量/体积能量密度424.1 Wh kg-1/469.2 Wh L-1,以及在任意弯曲条件下仍保持有不错的循环性能,非常有希望用于可穿戴电子设备。

  该成果得到了河南大学杰出人才特区支持计划第四层次特聘教授启动经费南省高校基础研究重点科研项目河南省自然科学基金资助项目,河南省博士后基金资助项目及河南大学研究生教育创新与质量提升计划资助项目的支持。河南大学光伏材料省重点实验室为该论文的唯一通讯单位。硕士生齐静为论文的第一作者,肖助兵教授为论文通讯作者。

  文章链接https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c07204