リチウム硫黄電池の性能が大幅に向上します！

リチウム硫黄電池は、理論容量が大きく、エネルギー密度が高いという特徴に加えて、さまざまな硫黄源と環境に優しい材料を備えています。次世代の高性能リチウムイオン電池となることが期待されています。しかし、固体硫化物の導電性の低さ、可溶性ポリサルファイド中間体のシャトル効果、充電および放電プロセス中の大きな体積変化など、その商用アプリケーションにはまだ多くの技術的課題があります。

現在、研究者は上記の問題を解決するためのさまざまな方法を模索してきました。

（1）電極構造設計により導電性を高め、多硫化物の拡散を抑制する。

（2）電解質組成、セパレーター構造、バインダー成分を調整することにより、シャトル効果を抑制します。

（3）多硫化物とリチウムの副反応を防ぐための金属リチウム負極の表面の保護。

それにもかかわらず、活性物質の不可逆的な損失は完全には解決されていません。最近、北京大学の研究者でポスドクのZhangYelongであるGuoShaojunは、欠陥化学とリチウム硫黄電池を組み合わせました。リチウム硫黄電池システムに「正に帯電した硫黄空孔」の概念が初めて導入され、1Tリッチ相MoS2と正電荷が初めて合成されました。硫黄空孔MXene / 1T-2HMoS2-Cハイブリッド材料は、多数の「正に帯電した硫黄空孔」を利用して、負に帯電したポリサルファイドアニオンを効果的に固定し、3DMXeneと1TMoS2を使用した高速電子伝導経路を提供します。

この材料は、優れた電気化学的特性を示します。 0.1 Cの電流レートでは、ボタンリチウム硫黄バッテリーの比容量は0.5Cのレートで1194.7mAh / gであり、300サイクル後、バッテリー容量はわずか0.07％で799.3 mAh / gに維持できます。この材料で組み立てられたソフトパックされたリチウム硫黄電池は、1回転あたりの減衰により、40サイクルの安定したサイクルを実現できます。

この作業は、MXene / 1T-2HMoS2-Cを使用して、1T / 2H相界面、豊富な正の電気S空孔、3次元MXene導電性骨格、および物理吸着、化学吸着、欠陥化学、界面触媒作用の組み合わせを設計しただけではありません。その限られた固定効果により、ポリサルファイドの迅速で可逆的な変換が可能になり、リチウム硫黄電池のカソード材料を設計するための効果的な方法が提供されます。高性能リチウム硫黄電池の開発のアイデアを提供し、化学とリチウムの欠陥を開きます。硫黄電池の有機的な組み合わせは、リチウム硫黄電池の設計と実用化に重要な役割を果たします。

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