Co9S8金属氢氧化物(LDHs)纳米笼的构筑及其锂硫电池应用研究

编号：CYYJ04161

篇名：Co9S8金属氢氧化物(LDHs)纳米笼的构筑及其锂硫电池应用研究

作者：卫萌 刘银 逯含情 李帅 于占军 张丽娜

关键词： 金属氢氧化物 硫化钴 异质结构 锂硫电池

机构： 郑州航空工业管理学院 航空经济发展河南省协同创新中心

摘要： 锂硫(Li-S)电池是一种新型二次电池,具有极高的理论比能量(2600 Wh/kg),被认为是最具前景的下一代储能电池。锂硫电池正极使用硫作为活性材料,比容量高达1675 mAh/g,是目前商业化锂离子电池正极材料磷酸铁锂(170 mAh/g)和钴酸锂(274 mAh/g)的3至5倍。此外,硫是地球上储量最丰富的元素之一,且成本低廉,环保无毒。然而,锂硫电池的商业化受制于硫及其放电产物多硫化锂的电子绝缘性、可溶性多硫化物在正负极的穿梭、充放电过程中硫的体积膨胀等问题。针对硫正极材料所存在的问题,本文从储硫、固硫、限硫的三重设计出发,通过在ZIF-67模板上原位生长制备了一种NiCo-LDH/Co9S8中空纳米笼结构的正极材料,实现活性硫的高容量负载。电化学测试表明,NiCo-LDH/Co9S8与硫复合实现了79 wt%的高硫负载量,LDH/Co9S8异质结纳米笼结构及双功能位点,能够使S@LDH/Co9S8电极实现长循环寿命,在1 C电流密度下,循环充放电685次,比容量衰减率仅为0.014%,且库伦效率稳定在95%以上。