硅藻土载钴纳米簇改性隔膜

硫转化能垒仅 0.09 eV

硅藻土调控氮构型，使吡咯氮占比从0.83跃升至5.31，负载的钴纳米簇将多硫化物转化能垒降至0.09 eV，同时抑制锂枝晶。

Yan, Chenyu · Jiang, Zhiyi · Caihong, Yang · 董雄波 · Shilin, Zhang · Tu, Feiyue · Li, Tianbao · Mitch, Guijun Li · 唐爱东 · 杨华明

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

吡咯氮/吡啶氮比

{'zh': '5.31', 'en': '5.31'}

还原能垒

{'zh': '0.09', 'en': '0.09'} eV

初始放电比容量

{'zh': '1331.3', 'en': '1331.3'} mAh g⁻¹

每圈容量衰减

{'zh': '0.039', 'en': '0.039'} %

技术优势

转化能垒仅0.09 eV

钴纳米簇生长在吡咯氮掺杂碳上，对Li₂S₆到Li₂S₄的还原反应能垒低至0.09 eV，显著加快硫转化动力学。

循环稳定性突出

在1.0 C下循环1500圈，每圈容量衰减仅0.039%，实现了长效稳定的锂硫电池。

有效抑制锂枝晶

原位光学显微镜观察证实，改性隔膜能减少锂负极上的枝晶生长，提升安全性。

应用场景

• 锂硫电池：利用高效催化转化和枝晶抑制提升循环寿命与能量密度。
• 电池隔膜：直接替换现有隔膜，无需额外工序即可提升电池性能。
• 电催化转化：加速多硫化物转化，降低关键步骤能垒至0.09 eV。
• 氮掺杂碳材料：利用硅藻土调控氮构型，使吡咯氮主导催化活性。