层状双氢氧化物(LDHs)是有前途的多硫化锂(LiPSs)介体,但是基于LDHs正极作为高性能锂硫电池(LSB)的实现受到其导电性差和活性位有限的阻碍。亚利桑那州立大学Shuguang Deng和南昌大学Jun Wang等人制备了异质结构纳米笼,通过物理限域和化学催化作用,实现超长循环寿命的锂硫电池。
本文要点:
1)通过ZIF-67的原位转化制备了具有有序纳米笼形态的空心NiCo-LDH/Co9S8(H-LDH/Co9S8)异质结构。NiCo-LDH/Co9S8异质结构可物理抑域LiPSs扩散并容纳足够的硫。
2)大量暴露的O和Co吸附位点可以牢固地捕获LiPS,并通过电催化作用提高其转化动力学。NiCo-LDH和Co9S8域的紧密界面赋予电子传导性和显著改善Li+扩散性。
3)NiCo-LDH/Co9S8在0.1C的电流密度下可提供1339.1 mAh g-1的高放电容量,并在1500个循环中显示超稳定的寿命。
这项工作为制造和利用LDH材料作为高性能LSB正极开辟了一条新途径,并为多功能异质结构作为超长寿命电极提供了新见解。
Shixia Chen, et al. Multifunctional LDH/Co9S8 heterostructure nanocages as high-performance lithium–sulfur battery cathodes with ultralong lifespan, Energy Storage Materials, 2020.
DOI: 10.1016/j.ensm.2020.05.002
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829720301756