室溫鈉硫(RT-Na–S)電池的實際應用受到硫絕緣、高階多硫化鈉(Na2Sn,4≤n≤8)的嚴重穿梭效應和緩慢反應動力學的阻礙。因此,設計一種理想的主體材料來抑制多硫化物穿梭過程并加速可溶性NaPS向Na2S2/Na2S的氧化還原反應,對RT-Na–S電池至關重要。在這里,西北大學Liu Xiaojie通過靜電紡絲和煅燒方法在獨立的多通道碳納米纖維中構建了高效MoC-W2C異質結構(MoC-W2C-MCNFs),實現了NaPSs的準固態轉變。
本文要點:
1) 多通道碳納米纖維是互連的微介孔結構,可以適應電極材料的體積變化,并限制NaPSs的整個氧化還原過程(抑制多硫化物的穿梭過程)。同時,具有豐富異質界面的MoC-W2C異質結構可以促進電子/離子傳輸并加速NaPS的轉化。
2) 因此,S/MoC-W2C-MCNFs陰極在0.2 A g?1下經過500次循環后可提供640 mAh g?1的高容量,在4 A g?l下經過3500次循環后可提供200 mAh g–1的優異可逆性能。此外,通過實驗和理論相結合,作者提出并證實了碳酸鹽電解質中的異質結構催化機制(準固態轉變)。
Shengqiang Zhang et.al Achieving a Quasi-Solid-State Conversion of Polysulfides via Building High Efficiency Heterostructure for Room Temperature Na–S Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202303925
https://doi.org/10.1002/aenm.202303925