以过渡金属氧化物为阴极材料的可扩展复合材料用于高效锂硫电池
材料科学
2022-06-30 v1 化学物理
摘要
将具有不同结构与形貌的过渡金属氧化物掺入硫中制得的复合材料，被提出作为高能量锂硫(Li-S)电池的可扩展阴极。该复合材料含80 wt.%硫与20 wt.%的MnO2或TiO2，使电极中硫含量为64 wt.%，并在电池中呈现出可逆、快速且极化低的转化过程，界面电阻有限。S-TiO2复合材料在C/10至2C间表现出优异的倍率性能，以及在2C下延长超过400圈的循环寿命，这归因于纳米TiO2添加剂对反应动力学的促进作用。相反，微米级MnO2颗粒将S-MnO2的电化学活性部分限制在当前1C的倍率。尽管如此，S-MnO2与S-TiO2均承受高达接近6 mgcm-2的硫载量，并在C/5下给出约4.5至5.5 mAhcm-2的面容量。金属氧化物-硫电极即使在高活性物质载量下仍表现优异，且本工作所采用合成路径具可扩展性，表明该复合材料是下一代高能量密度、高效电化学过程Li-S电池的可行阴极。
引用
@article{arxiv.2206.14569,
title = {Scalable Composites Benefiting from Transition-Metal Oxides as Cathode Materials for Efficient Lithium-Sulfur Batteries},
author = {Vittorio Marangon and Eugenio Scaduti and Viviana Fatima Vinci and Jusef Hassoun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.14569},
year = {2022}
}