ZnS/MoS₂@MXene 改性隔膜

多硫化物穿梭抑制

通过ZnS/MoS₂异质界面实现多硫化物的高效吸附与催化转化，显著提升硫氧化还原动力学。

Yuzheng, Li · Xu, Chengxiao · Daming, Li · Yingjie, Zhang · Bo, Liu · 霍培培

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

初始比容量

1504.4 mAh g⁻¹

循环后比容量

741 mAh g⁻¹

每圈容量衰减率

0.067 %

高硫载量面积容量

3.6 mAh cm⁻²

技术优势

抑制穿梭

ZnS/MoS₂异质界面同时提供强化学吸附和催化转化位点，将可溶性多硫化物快速转化为不溶性Li₂S₂/Li₂S，阻止其向负极扩散。

循环稳定

在1C下循环500次后仍保持741 mAh g⁻¹的比容量，每圈衰减率仅0.067%，说明改性隔膜有效维持了活性物质的利用率。

高载硫面积容量

在5.6 mg cm⁻²的高硫载量下，0.2C循环100次后面积容量仍达3.6 mAh cm⁻²，表明改性隔膜在实际高载量条件下也能发挥作用。

机理明确

通过DFT计算阐明了ZnS/MoS₂@MXene对多硫化物的增强化学吸附和催化转化机制，为理性设计异质结构催化剂提供了理论指导。

应用场景

• 锂硫电池：用改性隔膜解决多硫化物穿梭，直接提升锂硫电池循环寿命和倍率性能。
• 高比能电池：高载量下仍保持3.6 mAh cm⁻²面积容量，满足高比能电池对活性物质利用率的要求。
• 电催化剂：ZnS/MoS₂异质界面作为双功能电催化剂，加速硫还原反应动力学。
• MXene复合材料：利用MXene的高导电性和大比表面积，均匀负载ZnS/MoS₂异质结构，提升整体催化效率。