汪国秀等Adv Mater:钙钛矿氧缺陷的Li-S电池性能影响
纳米技术 纳米 2022-05-10

含有缺陷结构的材料在Li-S电池中展示了优异的吸附和催化性能,并且有效的解决多硫化锂的穿梭问题,解决Li-S电池充放电过程的动力学缓慢问题。但是,目前对缺陷的浓度与电极的吸附-催化性能之间的关系还没有得到深入理解。

有鉴于此,北京理工大学孙克宁、王振华、悉尼科技大学汪国秀等报道对含有不同缺陷浓度的Sr0.9Ti1-xMnxO3-δ (STMnx) (x = 0.1-0.3)作为模型材料,研究不同氧缺陷浓度对吸附和催化性能的影响。

本文要点:

(1)

通过一系列吸附和电化学性能表征,建立了氧缺陷的浓度与吸附-催化性能的关系。此外,通过DFT计算和原位实验,研究了Li-S电池中氧缺陷催化机理。发现当氧缺陷的浓度增加能够显著提高钙钛矿和多硫化锂之间的结合能,降低多硫化锂分解所需的能垒,促进多硫化锂转化的反应动力学。

(2)

这种含有高浓度氧缺陷的STMn0.3钙钛矿展示了优异的多硫化锂吸附性能和催化活性,因此实现了优异的Li-S电池性能。这项研究有助于理解缺陷工程如何定量改善Li-S电池的性能。

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参考文献

Wenshuo Hou, Pingli Feng, Xin Guo, Zhenhua Wang, Zhe Bai, Yu Bai, Guoxiu Wang, Kening Sun, Catalytic Mechanism of Oxygen Vacancies in Perovskite Oxides for Lithium-Sulfur Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/adma.202202222

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202202222


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