July 25, 2020
El progreso continuo de la ciencia y de la tecnología ha propuesto requisitos más altos para la tecnología de la batería de ión de litio, especialmente en el campo del almacenamiento de energía en grande tal como vehículos eléctricos, que requiere la nueva batería de ión de litio con densidad de una energía más alta y precio bajo. Entre ellos, la batería del azufre del litio como clase de batería de ión de litio de la reacción del multi-electrón, su densidad de energía (2600Wh/kg) y la ventaja de precio es lejos más altas que las baterías comerciales actuales del óxido del cobalto del fosfato y del litio del hierro del litio, así que ha atraído la atención amplia. Sin embargo, hay series de problemas en el proceso de carga y de descarga, tal como conductividad pobre del azufre elemental, efecto del polisulfuro intermedio, extensión de la lanzadera de volumen en el proceso de carga y de descarga. Actualmente, los investigadores han propuesto una serie de estrategias de optimización para los materiales del anfitrión del electrodo positivo del azufre, tales como mejora de la conductividad del electrodo positivo del azufre a través del carbono poroso y mejora de la adsorción del polisulfuro con el doping del nitrógeno. Sin embargo, los efectos obtenidos por diversos medios son limitados y el problema no puede ser solucionado fundamental. Por lo tanto, un material positivo más eficaz del anfitrión del electrodo que combina diversas funciones es necesario.
Un material poroso del anfitrión del carbono del nuevo nano-cobalto para las baterías del azufre del litio fue desarrollado por la Universidad de Pekín
Un nuevo material de la batería del litio-azufre
Recientemente, prepararon al instituto de la escuela de Shenzhen de la Universidad de Pekín del nuevo grupo de investigación material del centro de energía limpia de Feng de la cacerola llevado por el material del profesor uno MOF sobre la base de la responsabilidad común de la jaula porosa dopada nitrógeno del carbono de los nanocrystals del cobalto como nuevo tipo de batería de litio de materiales del anfitrión, con su prueba electroquímica excelente de la caracterización del funcionamiento encontrada, e incluyendo XRD, SEM, TEM, XPS, y una variedad de medios tales como cálculo de DFT revelan las razones del funcionamiento, iluminan los nanocrystals del Co, la dinámica de la adsorción del polisulfuro de la difusión de la ión de litio y la transformación del papel positivo, porque la preparación del nuevo tipo de material del cátodo de la batería de litio proporciona un flujo de pensamiento. El trabajo fue publicado recientemente en los materiales avanzados de la energía (2020,10 (9), 1903550, IF=24.884), un diario bien conocido en el campo de los materiales de la energía.
La novedad de este trabajo es que el equipo de investigación UTILIZA el zNCO-MOF con alta superficie específica para fijar las pequeñas moléculas de la glucosa por adsorción, y entonces durante el proceso de la carbonización, la glucosa se carboniza preferencial en marco del carbono de la estructura de SP2 en la cavidad de MOF para aislar el metal del cobalto y para aumentar conductividad eléctrica. Al mismo tiempo, una cantidad apropiada de azufre puede permitir -- 87 % peso de material activo del azufre que se cargará en la jaula del carbono bastante que en la superficie, de modo que el esqueleto de la jaula del azufre y del carbono mantenga una interacción fuerte. Preparación del equipo de los nanocrystals del cobalto con el alto oso de la dispersión la carga del doping del nitrógeno de la jaula porosa del carbono cómo el sulfuro a los materiales activos del azufre y de los intermedios con efecto multifuncional, incluyendo la mejora de la conductividad eléctrica, del alto contenido de azufre, del alivio de tensión, de la aceleración de la dinámica de la difusión de la ión de litio, de la transformación rápida del polisulfuro catalítico y de la adsorción fuerte de los intermedios del polisulfuro y así sucesivamente, ellos puede asegurarse de que las baterías del azufre del litio alto ratio de funcionamiento y de vida de ciclo larga.
Un material poroso del anfitrión del carbono del nuevo nano-cobalto para las baterías del azufre del litio fue desarrollado por la Universidad de Pekín
Propiedades electroquímicas de un nuevo litio - material compuesto del ánodo del azufre
Al mismo tiempo, una serie de estudios ha mostrado que los nanocrystals altamente dispersos del Co llevaron adentro el esqueleto pueden no sólo promover eficazmente la difusión de iones de litio y de los REDOX del polisulfuro, pero también fomentan aumentan la absorción del polisulfuro. Este trabajo proporciona una nueva referencia para los metales de transición como catalizadores del alto rendimiento para el polisulfuro en baterías del azufre del litio.
Este trabajo fue terminado bajo la orientación de la cacerola Feng. Los co-primeros autores de este papel eran estudiante doctoral Wang Rui y becario postdoctoral Yang Jinlong, y el profesor Xiao Yinguo y la cacerola Feng del profesor eran los autores co-correspondientes. Este trabajo ha sido apoyado por el programa dominante nacional de la investigación y desarrollo de la ingeniería genética de los materiales, el laboratorio dominante de la provincia de Guangdong y de la ciencia y la Comisión de la innovación de la tecnología de Shenzhen
