開發(fā)具有高能量密度和良好機(jī)械柔性的柔性鋰-硫電池具有重要意義。本文,浙江大學(xué)夏新輝研究員、南京工業(yè)大學(xué)暴寧鐘、電子科技大學(xué)Yongqi Zhang等研究人員在《Angew. Chem. Int. Ed》期刊發(fā)表名為“Synergistic Interfacial Bonding in Reduced Graphene Oxide Fiber Cathodes Containing Polypyrrole@sulfur Nanospheres for Flexible Energy Storage”的論文,研究提出一種協(xié)同界面結(jié)合增強(qiáng)策略來構(gòu)建柔性纖維狀復(fù)合陰極,其中聚吡咯@硫(PPy@S)納米球通過簡單的微流控組裝方法均勻地植入自組裝還原氧化石墨烯纖維(rGOFs)的內(nèi)置空腔中。
在這種結(jié)構(gòu)中,硫納米球和多硫化鋰協(xié)同地以碳和聚合物界面為主體,它們協(xié)同作用以提供增強(qiáng)的界面化學(xué)鍵合,從而賦予正極良好的吸附能力、快速的反應(yīng)動力學(xué)和優(yōu)異的機(jī)械柔性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,PPy@S/rGOFs正極表現(xiàn)出增強(qiáng)的電化學(xué)性能和高倍率性能。研究人員通過COMSOL多物理模擬和密度泛函理論(DFT)計(jì)算闡明了其出色電化學(xué)性能的機(jī)理。此外,還組裝了柔性Li-S軟包電池,其在0.2 A/g下提供了5.8 mAh/cm2的高面容量。這項(xiàng)工作為柔性電池先進(jìn)正極的制備提供了一種新的策略。
2圖文導(dǎo)讀
圖1、PPy@S/rGOF制備流程
圖2、PPy@S/rGOFs表征
圖3.(a)計(jì)算吸附能的總結(jié)和(b)使用S8、Li2S、Li2S2、Li2S4、Li2S6和Li2S8的PPY的電荷密度差分析。(c) Li-S袋式電池的充電/放電曲線和(d)循環(huán)性能基于PPy@S/RGOFS電極。(e) 大尺寸PPy@S/RGOFS照片。(f)基于RGOFS的Li-S袋式電池柔性PPy@S/彎曲和正常狀態(tài)下圖片
3小結(jié)
綜上所述,本文已經(jīng)驗(yàn)證了一種協(xié)同界面鍵合增強(qiáng)策略,該策略可通過簡易的微流體組裝方法為LSB制備高級柔性纖維形狀復(fù)合陰極。令人印象深刻的是,PPy@S納米球均勻地植入自組裝RGOF的內(nèi)置腔中,以產(chǎn)生柔性PPy@S/具有蛋卷結(jié)構(gòu)的RGOFS陰極。優(yōu)異的機(jī)械柔性、良好的導(dǎo)電性和高硫負(fù)載在PPy@S/RGOF陰極。該工作中提出的策略為高性能柔性儲能裝置的制造提供了新的見解。 |