具有高理论比容量与能量密度的锂硫电池被认为是一种颇具前景的新一代能量储存系统，但其目前仍面临一定挑战。将多硫化物的吸附位点与电催化性能相结合，是提升电池性能的有效方法。近日，北京大学侯仰龙教授等人在Science China Materials上发表研究论文，将一种V3S4纳米线均匀分布在石墨烯基底上得到了多功能V3S4纳米线/石墨烯复合材料(V3S4-G)。
图1 V3S4-G的合成示意图。
图2 (a) V2O3-W，(b) V3S4-W和(c) V3S4-G的TEM图。(d) V3S4-G的元素映像。V2O3-W，V3S4-W和V3S4-G的(e) 氮气吸附=脱附等温线和(f)孔径分布。
该材料的结构，有助于暴露V3S4活性中心，从而锚定多硫化锂并提升其反应动力学。基于该多功能V3S4-G硫正极的锂硫电池表现出稳定的循环性能与良好的倍率性能。即使在硫的负载量达到3 mg cm−2时，在0.5 C的电流密度下，该V3S4-G硫正极仍然保持低的容量衰减速率(每圈0.186%)。
图3 (a) V3S4-G和锂硫化合物之间的作用。(b) V3S4-G/S-3的前三次CV曲线。(c) V3S4-G/S-3的循环稳定性。
该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1313-6。
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