多级孔氮化钛材料:提升锂硫电池性能

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多级孔氮化钛材料:提升锂硫电池性能

2019.03.05

据外媒报道,韩国科学技术院(KAIST)的研究团队研发了一款超稳定、高速率锂硫电池,该研究团队将多级孔氮化钛(hierarchically porous titanium nitride,h-TiN)用作硫的表层载体(sulfur host)。该研究团队在论文中写道,当环境温度为5℃时,对电池充放电1000次后,h-TiN/S的可逆容量(reversible capacity)约为557 mAh/g,折算后每次充放电的容量衰退率仅为0.016%。

为应对这类问题,化学与生物分子工程系教授Jinwoo Lee与其团队合成了比较发达的多级孔/介孔氮化钛(hierarchical macro/mesoporous titanium)作为硫的载体材料(host material for sulfur)。

氮化钛拥有较高的硫化学亲和力及高电导率,可防止活性材料的溶解,为电荷传递(charge transfer)提供辅助。此外,大孔隙和介孔结构的协合效应可稳定容纳大量的硫,为电极渗透(electrolyte penetration)提供辅助。

早前的报道中提过,极性无机材料的硫化学亲和力高,但对于硫载体多孔架构的管控能力有所不足。如今,该研究研发了新的合成途径,对多孔架构无机材料的管控较为简便,突破了上述技术限制,从而可获得卓越的循环(充放电)稳定性及高充电速率。