El progreso continuo de la ciencia y la tecnología ha presentado mayores requisitos para la tecnología de la batería de iones de litio, especialmente en el campo del almacenamiento de energía a gran escala, como los vehículos eléctricos, que requiere una nueva batería de iones de litio con mayor densidad de energía y menor precio. Entre ellos, la batería de azufre de litio como una especie de batería de iones de litio de reacción de electrones múltiples, su densidad de energía (2600wh\/kg) y la ventaja de precios son mucho más altas que las baterías comerciales actuales de fosfato de hierro de litio y óxido de cobalto de litio, por lo que ha atraído una amplia atención. Sin embargo, hay una serie de problemas en el proceso de carga y descarga, como la mala conductividad del azufre elemental, el efecto de transporte del polisulfuro intermedio, la expansión del volumen en el proceso de carga y descarga. En la actualidad, los investigadores han propuesto una serie de estrategias de optimización para los materiales huésped del electrodo positivo de azufre, como mejorar la conductividad del electrodo positivo de azufre a través del carbono poroso y mejorar la adsorción de polisulfuro a través del dopaje de nitrógeno. Sin embargo, los efectos obtenidos por varios medios son limitados y el problema no puede resolverse fundamentalmente. Por lo tanto, se necesita un material host de electrodo positivo más efectivo que combine varias funciones.
La Universidad de Pekín desarrolló un nuevo material huésped de carbono poroso de nano-cobal para las baterías de azufre de litio.
Un nuevo material de batería de litio-azufre
Recientemente, se preparó el grupo de investigación del Centro de Energía Limpia del Instituto del Instituto de la Universidad de Pekín de la New Material Pan Feng Feng Feng Clean Energy Center Liderada por un material MOF MOF en base a la responsabilidad común de los nanocristales de cobalto nitrógeno dopado con la jaula de carbono como un nuevo tipo de batería de litio de los materiales huésped, a través de sus excelentes pruebas de caracterización de rendimiento, y al incluir XRD, SEM, TEM, XPS y una variedad de materiales huésped, a través de sus excelentes cálculos de rendimiento, las medidas que revelan los cálculos electroquímicos que se encuentran y al incluir XRD, SEM, TEM, XPS, y una variedad de materiales anfitrionos DTFT, revelan los cálculos electroquímicos. De rendimiento, ilumina los nanocristales de CO, la dinámica de adsorción de polisulfuro de la difusión y transformación de iones de litio del papel positivo, para la preparación del nuevo tipo de material de cátodo de batería de litio proporciona un tren de pensamiento. El trabajo se publicó recientemente en Advanced Energy Materials (2020,10 (9), 1903550, si =24. 884), una revista bien conocida en el campo de los materiales energéticos.
La novedad de este trabajo es que el equipo de investigación utiliza ZNCO-MOF con un área de superficie alta específica para adsorbe las moléculas pequeñas de glucosa, y luego, durante el proceso de carbonización, la glucosa se carboniza preferentemente en el marco de carbono de estructura SP2 en la cavidad MOF para aislar el metal cobalto y mejorar la conductividad eléctrica. Al mismo tiempo, una cantidad apropiada de azufre puede permitir -- 87% en peso del material de azufre activo que se cargará en la jaula de carbono en lugar de en la superficie, de modo que el esqueleto de azufre y jaula de carbono mantiene una interacción fuerte. La preparación del equipo de los nanocristales de cobalto con alta dispersión lleva la carga de dopaje de nitrógeno de la jaula de carbono poroso cómo el azufre a los materiales activos e intermedios con el efecto multifuncional, incluida la mejora de la conductividad eléctrica, el alto contenido de azufre, el alivio de la tensión, la aceleración de la dinámica de la difusión de litio de litio, la dinámica de la difusión de litio, el polisfuro rápido, la transformación del estrés de la tensión de la dinámica de la difusión de litio. Intermedios, etc., pueden garantizar que las baterías de azufre de litio sean una alta relación de rendimiento y larga vida útil del ciclo.
La Universidad de Pekín desarrolló un nuevo material huésped de carbono poroso de nano-cobal para las baterías de azufre de litio.
Propiedades electroquímicas de un nuevo material de ánodo compuesto de litio - azufre
Al mismo tiempo, una serie de estudios han demostrado que los nanocristales de CO altamente dispersos transportados en el esqueleto no solo pueden promover efectivamente la difusión de iones de litio y el redox del polisulfuro, sino también mejorar aún más la absorción de polisulfuro. Este trabajo proporciona una nueva referencia para los metales de transición como catalizadores de alto rendimiento para polisulfuro en baterías de azufre de litio.
Este trabajo se completó bajo la guía de Pan Feng. Los co-directos autores de este documento fueron el estudiante de doctorado Wang Rui y el compañero postdoctoral Yang Jinlong, y el maestro Xiao Yinguo y el maestro Pan Feng fueron los autores co-correspondientes. Este trabajo ha sido apoyado por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de Ingeniería Genética de Materiales, el laboratorio clave de la provincia de Guangdong y la Comisión de Innovación de Ciencia y Tecnología de Shenzhen
