与锂硫电池相似,钠硫电池也具有相当高的理论比容量和能量密度。但是钠资源的分布比锂更加广泛且储量更为巨大。因此,室温钠硫电池作为一种具有潜力的廉价静态储能电池体系逐渐受到研究者的关注。研究至今,室温钠硫电池实际容量并不高,且放电电压相对较低,循环性能不好。近日,印度理工学院Sagar Mitra课题组,澳大利亚莫纳什大学Douglas R. MacFarlane课题组和澳大利亚研究理事会电材料科学卓越研究中心Maria Forsyth课题组发现了室温钠硫电池体系中自由基催化过程对反应动力学的促进作用。
本文要点
1) 以Na2S6阴极电解液作为正极活性物质,以高活化度大内表面积的碳布(Actived carbon cloth, ACC)作为载体和集流体;
2) 放电过程中首次出现1.97 V (vs. Na+/Na)处的平台,且可逆性好;
3) 结合循环伏安法和电子自旋共振谱等测试手段,证实ACC通过自由基过程对多硫物种还原进行催化;
4) 在0.5 C倍率下,电池可以放出866 mAh/g的比容量,循环700周后仍保持678 mAh/g的比容量。每周容量损失率仅为0.03 %。
参考文献:
A. Kumar et al. Free-Radical Catalysis and Enhancement of the Redox Kinetics for Room-Temperature Sodium–Sulfur Batteries, ACS Energy Lett. 2020, 5: 2112-2121
DOI: 10.1021/acsenergylett.0c00913
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c00913