?!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> ϷƱ|ֻapp:南工大开发出柔性高能量密度锂硫甉|_中国聚合物网

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  如今Q柔性、可I戴电子的快速发展,q切需要兼具优异机械柔性和高能量密度的可充는池。南京工业大学杨建教授和瑞士联邦理工学院联邦材料U学技术研I所张传芛_士研I团队通力合作Q制备出了具有出色柔韧性、可以经受频J弯曲的Ti₃C₂Tx/S导电U,它直接用作锂硫甉|复合正极Q获得了较高的放电容量和低定w衰减率,在柔性、可I戴电子和织物领域展现出了良好应用前景。日前,相关成果发表在Advanced Functional Materials(先进功能材料)上?

  锂硫甉|(Li-S)以其h高能量密度、成本低、绿色环保等H出优点Q引起了Z的极大兴。开发出可以l受频繁弯曲的柔韧正极是设计面向下一代智能电子的柔性Li-S甉|的关键。然而,单质的l缘Ҏ、可溶性中间物多化?Li₂Sx)的穿梭效?即电池的正极材料——活性物质硫的损?和充攄q程中硫的体U膨胀(膨胀C定程度会让电池“爆掉?DLi-S甉|的@环性能较差、活性物质利用率低,严重制约了Li-S甉|的发展和应用?

  杨徏教授介绍Q前期,他们研究团队制备ZS@Ti₃C₂Tx复合料甉|Qƈ发现MXene通过其表面的–OH化学吔RLi2Sxq进一步原位Ş成亚酸盐保护层Q从而有效抑制了Li2Sx的溶解和I梭Q展CMXene在固、实现长E稳定性锂电池方面的巨大潜力(Advanced Science, 2018, 5(9): 1800502)?

  “最q,我们又采用干法气相蒸镀的思\Q制备出了具有出色柔韧性、可以经受频J弯曲的Ti₃C₂Tx/S导电U,阐明了Ti₃C₂Tx的固机Ӟ其直接用作Li-S甉|无粘l剂正极Q获得了?C甉|密度循环1500圈后970 mAh g-1的比定wQ和每圈0.014%的超低容量衰减率。ƈ且基于Ti₃C₂Tx/S导电U,首次制备Z软包半电池和Ge-S全电池原型器Ӟ展现出在电子和织物领域的良好应用前景。”论文第一作者、南京工业大学李文龙士说?

  李文龙介l,以Ti₃C₂TxZ表的MXene是一cL的二l过渡族金属??化物Q具有优异导甉|、强的极性和独特表面化学环境Q是作ؓ的载体构筑长寿命、高能量密度、超柔性Li-S甉|复合正极的新型理x料?

  杨徏研究团队剥ȝTi₃C₂Tx (d-Ti₃C₂Tx胶态悬液Q通过真空抽oQ制得了h柔性的Ti₃C₂Tx导电薄膜;q一步通过单的化学蒔RQ非晶态的S均匀锚接在纳c片的表面,从而制得了柔性的无粘l剂Ti₃C₂Tx/S导电U。Ti3C2Tx/S导电U可以正反大q度弯曲而不出现裂纹Q具有和Ti₃C₂Tx薄膜怼的柔韧性,而且在弯?释放q程和重复弯?释放循环25ơ后电导率不发生变化Q展现出在柔性、可I戴电子领域的良好应用前景?

  杨徏团队q通过不同循环周期后电极片的剖析和Ҏ研究Q发CMXene抑制Li2SxI梭的新机制Q进一步阐明了固硫的机理:循环q程中,可溶性Li₂Sx首先吔R在极性Ti3C2Tx表面q与MXene表面的–OH?或–O{含氧官能团怺作用Q从而在表面清洁的MXene上Ş成一薄层亚硫酸盐Q同时裸露的Ti原子也与Li₂Sx产生强烈的Lewis 酸基怺作用。随着循环q程的进行,代酸盐与Li₂Sxl箋反应形成复合酸盐层Q同时其厚度逐渐增加Q最lŞ成一层厚的硫酸盐复合层,从而将Li₂Sx限域在其下与裔R的Ti原子怺作用。硫酸盐复合层作Z护屏障与裔R的Ti原子协同作用Q有效抑制了Li₂Sxq移Q显著提升了的利用率和甉|的@环性能Q实C低的容量衰减?

  研究团队q一步基于Ti₃C₂Tx/S导电U制备出了柔性Y包Li-S甉|Q其在弯曲状态下表现q直状态更优的电化学性能。采用Ti₃C₂Tx/S导电U怽为正极,预锂化的锗作极,首次制备ZGe-S全电池,q初步表现出优异的电化学性能Q展现出在智能电子和l物领域的良好应用前景。柔性Y包的构徏可以促进柔性电子的发展Q而构建全甉|则可以ؓ负极材料的选择提供新的思\Q有助于解决工业化生产和实际应用中金属锂负极的安全问题?

免责声明Q部分资料来源于|络Q{载的目的在于传递更多信息及分nQƈ不意味着赞同其观Ҏ证实其真实性,
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