商业化的Li-S电池具有一些严重问题,比如S、Li2S2、Li2S的导电性较低,并且在多相转化反应过程中达到80 %的体积变化,同时其多硫化锂LiPSs(lithium polysulfides)中间体具有严重的穿梭效应(shuttle effect)。有鉴于此,华南师范大学商超群等报道了通过导电性的FeOOH中间层解决该问题,该方法中通过将FeOOH作为有效的陷阱、同时催化LiPSs多硫化锂转化过程中的速率。FeOOH纳米棒材料中的Fe作为Lewis酸位点对S较强的亲和性捕获多硫化锂,展现了非常好的电催化效果,通过降低充电势垒、改善电子/离子传输加强多硫化锂的转化反应过程。因此,这种导电多功能FeOOH催化作用层有增强的化学吸附作用、更快的多硫化物还原动力学。
通过FeCl3·6H2O作为铁源,水热方法在120 ℃中反应6 h合成FeOOH纳米棒材料。这种FeOOH层修饰的Li-S电池在0.05 C达到1449 mAh g-1的高放电容量,在1 C循环过程中每轮的容量衰减平均0.05 %。在2 C倍率循环中仍高达449 mAh g-1。
参考文献
Benben Wei, Chaoqun Shang*, Xin Wang, Guofu Zhou
Conductive FeOOH as Multifunctional Interlayer for Superior Lithium–Sulfur Batteries, Small 2020
DOI:10.1002/smll.202002789
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202002789