AEM:两性离子非晶共轭微孔/介孔聚合物组装的纳米微球作为Li-S电池高效硫电催化剂
Nanoyu Nanoyu 2021-08-25


锂硫电池(Li-S)缓慢的氧化还原动力学和多硫化锂(LiPSs)的穿梭效应严重阻碍了其商业化应用。

近日,河北工业大学张永光,华南师范大学王新,加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士报道了通过合理设计方酸与1,3,5-三(4-氨基苯基)苯的有机缩合反应,制备了一种新型的微孔/介孔共轭聚合物(ST-CMP),通过原位模板法在碳纳米管(CNT)上生长了这种ST-CMP组装的纳米微球(ST-CMP@CNT),作为Li-S电池的高效硫电催化剂。

文章要点

1在ST-CMP@CNT复合材料中,构建的导电碳纳米管网络在电极内建立了一条快速的电子传递通道,这有利于提高硫的氧化还原动力学。具有强极性中心的St-CMP纳米微球为LiPSs的化学锚定和催化转化提供了一个相对较大的功能表面,从而阻止了它们的向外扩散。此外,ST-CMP中分布均匀的正极性N原子和负极性O原子的丰富而独特的聚合物两性离子不仅可以实现对多硫化物吸附的综合调控,而且可以同时调节LiPSs的催化转化行为。

2研究人员进行了详细的实验和计算表征,以揭示ST-CMP两性离子与LiPS之间特定的化学吸附机理。

3实验结果显示,具有上述优点的S/ST-CMP@CNT复合材料正极在0.2 C下的初始比容量为1307 mAh g−1,在1 C循环500后的超低容量衰减率为0.047%,在开发高性能Li-S电池方面具有很大的应用潜力。

 

参考文献

Jiabing Liu, et al, Design Zwitterionic Amorphous Conjugated Micro-/Mesoporous Polymer Assembled Nanotentacle as Highly Efficient Sulfur Electrocatalyst for Lithium-Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202101926

https://doi.org/10.1002/aenm.202101926.


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