午夜亚洲成av毛片_精品熟女少妇a∨免费久久i_午夜福利在线观看6080_99久高清在线播放

??? 南京大學化學化工學院金鐘教授共同帶領的“微納米能源材料課題組”在鋰硫電池正極材料方面取得重要進展。相關研究成果近期以《Highly Efficient Retention of Polysulfides in Sea-Urchin-like Carbon Nanotube/Nanopolyhedra Superstructures as Cathode Material for Ultralong-Life Lithium-Sulfur Batteries》為題發(fā)表在Nano Letters, 2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04433）。助理研究員陳濤博士為論文第一作者，大四本科生成寶睿同學為論文第二作者。

??? 進入信息時代以來，傳統(tǒng)的鋰離子電池已經(jīng)不能滿足能耗日益增大的便攜電子產(chǎn)品、電動汽車和無人飛機等設備的需求，研發(fā)更高性能的二次電池已經(jīng)成為新能源領域的當務之急。鋰硫電池因為其高理論比容量（~1672 mAh g^-1）和能量密度（~2600 Wh kg^-1）而受到廣泛關注，有望成為替代鋰離子電池的新一代二次電池。然而，由于單質硫在鋰化時的體積膨脹、多硫化鋰中間體（Li₂S_x）在電解液中的擴散、以及單質硫和硫化鋰（Li₂S）的低導電性，鋰硫電池通常表現(xiàn)出較快的容量衰減、較低的庫倫效率和較差的循環(huán)穩(wěn)定性。這些關鍵問題嚴重阻礙了鋰硫電池的實用化。

??? 針對這些問題，金鐘課題組設計了一種雙金屬有機骨架衍生的“海膽”狀鋰硫正極材料（圖1）。通過將雙金屬ZnCo-ZIFs前驅體在Ar/H₂混合氣氛中于800 °C煅燒獲得Co納米粒子鑲嵌的“海膽”狀氮摻雜碳納米管-碳多面體超級結構Co-NCNT/NP（圖2），該結構能有效緩沖單質硫在鋰化時的體積膨脹、阻止多硫化物的穿梭效應并提高了復合正極材料的導電性。

??? 作者通過與S@NCNT/NP（不含Co）以及S@Co-NCNP（不含氮摻雜碳管）兩個樣品的對比進一步佐證了Co-NCNT/NP有很高的導電性和很強的多硫化鋰吸附能力，其循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能都有很大提升。這種電極材料在單質硫的擔載量為80 wt%的情況下，以1.0 C的電流密度循環(huán)1500圈后，比容量仍能維持在570 mAh g^-1，平均每圈的衰減速率僅為0.026%（圖3）。更為重要的是，在單質硫的面積負載率高達3.2 mg cm^-2下，仍然具有穩(wěn)定的循環(huán)性能和較高的面積容量。這項工作設計了一種全新結構的鋰硫正極復合材料，為實現(xiàn)發(fā)展新一代高容量鋰硫電池提供了新的思路。

??? 該研究工作得到了973計劃、重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等項目的資助。

圖1. (a) 采用ZnCo-ZIFs前驅體制備“海膽”狀Co-NCNT/NP。(b) “海膽”狀Co-NCNT/NP結構限制硫和多硫化物的穿梭效應的示意圖。

?

圖2. (a) 海膽照片和“海膽”狀Co-NCNT/NP的(b) SEM、(c-e) TEM表征和(f) 能譜分析。

?

圖3. 基于S@Co-NCNT/NP復合正極的鋰硫電池的電化學性能。