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一种三(羟丙基)膦共价改性羟基化多壁碳纳米管作为先进锂硫电池的功能层
材料人测试客服小陈     2022-05-31 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
锂硫电池
关键性能:
有效抑制多硫化物穿梭效应
产品介绍:

据温州大学官网报道,陈锡安教授课题组在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition》发表题为“Hydroxylated Multi-walled Carbon Nanotubes Covalently Modified with Tris(hydroxypropyl) Phosphine as a Functional Interlayer for Advanced Lithium-Sulfur Batteries”的论文。该工作开发了一种三(羟丙基)膦共价改性羟基化多壁碳纳米管作为先进锂硫电池的功能层。利用三(羟丙基)膦(THPP)作为锂硫电池功能插层中的活性物质,能够快速将液相多硫化锂(Li2Sn, 4≤n≤8)催化转化固相硫化锂(Li2S),从而有效抑制多硫化物穿梭效应。同时能够诱导锂负极表面形成稳定的固体电解液中间相(SEI)层,进而减少锂负极枝晶的形成。并揭示了有机小分子THPP催化多硫化物过程中形成的活性中间体,对锂硫电池中有机小分子催化多硫化物的作用机制提供了一个新的见解。为了实现THPP在温和条件下以共价键形式嫁接在CNT-OH上,选用复含“-O=C=N-”基团的TDI作为链接桥梁,成功实现THPP共价改性CNT-OH新型插层膜材料的制备。作者通过渗透吸附实验、对称电池、循环伏安、计时电流法以及理论计算等方法验证了THPP作为锂硫电池功能插层能够快速将液相多硫化锂(Li2Sn, 4≤n≤8)催化转化固相硫化锂(Li2S);并通过吸附实验、紫外-可见光谱、红外、磷谱、质谱以及理论计算等揭示了有机小分子THPP催化多硫化物过程中形成的活性中间体,对LSBs中设计有机小分子催化多硫化物的作用机制提供了一个新的见解。基于此,这项工作中设计的LSBs表现出优异的倍率性能和长期稳定性。 特别是在低温下,达到初始容量951 mAh g-1(1 C),1700次循环后的衰减率仅为0.036%。这种通过将THPP分子共价接枝到中间层上而不改变电极结构的简单策略可能会为LSBs电池应用带来光明的未来。

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