信息中心

当前位置:主页 > 信息中心 > 科研动态 >

我院校聘教授董玉涛科研团队在锂硫电池储能领域取得新进展

发布时间:2023-02-10 10:25    浏览次数:
         近日,我院校聘教授董玉涛科研团队在锂硫电池储能领域取得新进展。该研究以类普鲁士蓝为前驱体,采用氩/氢还原法简易构筑了具有硒缺陷的三维网络结构双金属硒化物/碳纳米管复合材料(Co9Se8-x/FeSe2-y@CNTs),助力高比能锂硫电池的发展。
        该研究团队以类普鲁士蓝Co[Fe(CN)6]0.667(H2O)3.333@CNTs(CoFe-PBA@CNTs)作为前驱体,将其在Ar/H2气的氛围下进行硒化,成功制备了具有Se空位的三维网络结构双金属硒化物/碳纳米管复合材料(Co9Se8-x/FeSe2-y@CNTs),应用于Li-S电池改性隔膜。Co9Se8-x/FeSe2-y@CNTs//PP改性隔膜通过CNTs(高导电性)和Se空位(活性位点)的协同作用实现了对LiPSs的吸附/阻挡/催化多重作用。同时LiPSs吸附实验、Li2S沉积、渗透实验、对称电池和CV测试均验证了上述作用。基于上述优点,采用Co9Se8-x/FeSe2-y@CNTs//PP改性隔膜Li-S电池展现出较好的循环稳定性(在1C下循环750圈,每圈的容量衰减仅为0.095%)和优异的速率性能(在5C下容量为637.7 mA h g-1),并且在4.1 mg cm-2的硫载量、13µL mg-1的E/S与0.2C的电流密度下,循环100圈后仍保持3.63 mA h cm-2的面积比容量和890 mA h g-1的质量比容量。此外,该团队还通过in-situ XRD测试手段进一步探究Co9Se8-x/FeSe2-y@CNT//PP改性隔膜对硫转化反应机理的影响,发现在首次充放电过程中活性硫单质经历了从a-S8→Li2S→b-S8的转变,之后循环中b-S8↔Li2S的可逆转化过程,并首次检测到了Se1.1S6.9活性中间体(促进硫的氧化还原动力学)存在。这项工作既丰富了缺陷工程开发高“吸附-催化”性能双金属缺陷复合材料的实例,又为高性能Li-S电池电极材料的设计与合成提供了新视角。
        该研究成果以“The role of selenium vacancies functionalized mediator of bimetal (Co, Fe) selenide for high-energy-density lithium-sulfur batteries”的论文形式在线发表在期刊Journal of Colloid and Interface Science上。该研究由董玉涛教授团队和郑州大学张建民教授团队合作完成,河南农业大学为第一通讯单位,得到了河南农业大学拔尖人才(No. 30501035)及河南省科技攻关(No. 212102210586)等项目的支持。

通讯作者简介:
董玉涛, 理学博士,河南农业大学校聘教授、硕士生导师。主要致力于动力电池相关储能材料的研究,重点开展了新型锂/钠离子电池电极材料、锂硫电池关键材料与器件功能导向设计、可控构筑和构效关系等方面的研究工作。主持河南省科技攻关、河南农业大学拔尖人才启动基金等项目。近五年以第一作者或通讯作者在Chem. Sci., J. Energy Chem., Nano Res., J. Colloid Interface Sci., ACS Appl. Mater. Interfaces等国际知名期刊发表SCI论文二十余篇。更多详情:https://www.x-mol.com/groups/dong_yutaohttps://www.scholarmate.com/P/DongYT
 
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.01.090