形状和尺寸可控的金属有机骨架(MOFs)在锂-硫(Li-S)电池中显示出巨大的潜力。然而,人们目前尚没有完全阐明关于形状与比容量之间的关系,以及MOF颗粒大小对循环稳定性的影响。
基于此,扬州大学庞欢教授报道了采用共溶剂法制备了形状各异的MIL-96-Al,包括六方片状晶体(HPC)、六方双锥晶体(HBC)和六方棱柱双锥晶体(HPBC)。
文章要点
1)密度泛函理论(DFT)计算表明,具有高度暴露的(101)晶面的HBC形状的MIL-96-Al在充放电过程中可以有效地吸附锂多硫化物(LPS)。
2)研究人员通过改变共溶剂的相对比例,制备了不同粒径的HBC样品。当使用这些MIL-96-Al晶体作为硫载体材料时,发现HBC形状较小的晶体具有较高的初始容量。
3)研究表明,不同晶面对LPS的吸附能力不同,选择合适的硫载体时,应考虑MOF的粒径大小。更广泛地说,这项工作为设计Li-S电池中的硫主体材料提供了一种策略。
参考文献
Pengbiao Geng, et al, MIL-96-Al for Li-S battery: shape or size?, Advanced Materials. 2021
DOI: 10.1002/adma.202107836
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202107836