天津产业大学马昌&史景利Carbon：柔性导电[email protected]膜的制备及其在锂硫电池中的应用

DOI: 10.1016/j.carbon.2021.08.004

作为新兴的储能体系，锂硫（Li-S）电池因其抱负的能量密度而受到遍及存眷。多硫化锂（LiPS）的穿梭效应暖和慢的电化学转化动力学是实现锂硫电池现实应用的两大瓶颈。在此，研究职员设计了一种柔性SnS2-中空碳纳米纤维（[email protected]）膜作为中心层以催化LiPS的转化。中空碳纳米纤维（HCNF）提供了加快LiPS氧化还原反响的电子通道，而SnS2实现了锂离子的快速传输和有用的催化途径，促进了Li2S的剖析。因为HCNF和SnS2的协同作用，[email protected]给予了锂硫电池较高的倍任性能（3C时为694mAh/g）和较低的容量衰减率（在1C下举行500次轮回时期，每个轮回的容量衰减率仅为0.056％）。本事情提出的设计谋略和所制备的质料为开辟可按捺穿梭效应的夹层摊平了门路。

图[email protected]合成表示图。

图2.所合成[email protected]的SEM和TEM图像。（a-c）SEM图像，（d）TEM图像，（e）HRTEM图像，（e）中的插图表现了相应的FFT衍射图谱。（f）SAED图谱，（g）HAADF-STEM图像以及（h）C、（i）S和（j）Sn的相应元素映射图像。

图3.（a）[email protected]的XRD谱，（b）拉曼光谱，（c）XPS光谱图像。XPS高辨别率光谱图像：[email protected]的（d）C1s、（e）Sn3d和（f）S2p。

图4.配备差别夹层的锂硫电池的电化学性能。（a）Li-S电池中心层布局表示图。（b）[email protected]/S在0.2C下举行差别轮回的恒电流充放电曲线。（c）0.2C时的轮回性能，（d）倍任性能。（e）[email protected]/S在差别电流密度下的恒电流充放电曲线，（f）EIS曲线。（g）[email protected]/S在1C下的恒久轮回性能，插图是利用基于[email protected]夹层的Li-S电池点亮LED的照片。

图5.（a-c）0.1mV/s下的CV曲线。（d-f）差别扫描速率下的CV曲线。（g-i）基于Randles-Sevick方程的相应线性拟合。

图6.（a）CNF、HCNF和[email protected]在Li2S6溶液中举行吸附试验的数码照片。（b）CNF、HCNF和[email protected]的对称假造电池的CV曲线。（c）在2.0V下放电的Li2S8/四乙二醇二甲醚溶液的计时电流曲线。（d-g）Li2Sx物种（n=2，4，6，8）在SnS2（001）和（h-k）石墨烯上吸附的构象。绿色、棕色、灰色和黄色球代表Li、C、Sn和S原子。

图7.（a）SnS2（001）和石墨烯上的Li离子扩散以及（b）Li2S剖析。（c）SnS2上的Li离子扩散路径和（d）Li2S剖析路径。（e）[email protected]协同催化转化LiPS的表示图。

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