鋰硫電池被認(rèn)為是具前景的下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)之一,這得益于其較高的能量密度(2600Wh/kg),,而且單質(zhì)硫具有成本低廉,、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì),。然而,,由于硫較差的導(dǎo)電性以及可溶性放電中間產(chǎn)物引起的穿梭效應(yīng),,導(dǎo)致電池容量較低,、循環(huán)性能較差,,嚴(yán)重阻礙了鋰硫電池的商業(yè)化應(yīng)用,。因具有良好的導(dǎo)電性,多孔碳材料被廣泛用作載體負(fù)載硫,,但非極性碳與極性的多硫化物之間相互作用較弱,,不能有效的抑制穿梭效應(yīng)。共價(jià)有機(jī)框架(COFs)作為一類有機(jī)聚合物具有一定的多孔性并包含大量極性基團(tuán),,且一些共軛COFs具有半導(dǎo)體性質(zhì),,使其在鋰硫電池應(yīng)用中具有很大的潛力。但是大多數(shù)COFs單一的孔徑和無(wú)序堆疊的形貌嚴(yán)重限制了硫的負(fù)載量和吸附位點(diǎn)的曝露,,因此調(diào)控COFs的形貌或結(jié)構(gòu)使其具有多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)并引入大量可接觸的極性位點(diǎn),,對(duì)提高硫負(fù)載量和提升鋰硫電池的整體性能具有重要意義。
近,,中山大學(xué)的余教授,、陳教授與合作者通過(guò)溶劑熱法成功合成了具有花狀形貌、多級(jí)孔道的卟啉COF材料(COF-MF),。當(dāng)其用于鋰硫電池正極時(shí),,可實(shí)現(xiàn)較高的負(fù)載量,相較于聚集的COF對(duì)比樣品(COF-CS),,表現(xiàn)出更優(yōu)異的電化學(xué)性能,。后,作者也通過(guò)密度泛函理論(DFT)計(jì)算發(fā)現(xiàn),,COF骨架中的卟啉單元對(duì)多硫化物具有較強(qiáng)的吸附,,可有效抑制多硫化物擴(kuò)散,有助于提高電池的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性,。該文章發(fā)表在期刊Energy Storage Materials上(即時(shí)影響因子:13.31)
材料制備過(guò)程
首先,,將對(duì)苯二甲醛和四(4-氨基苯基)卟啉兩種單體按一定比例溶解在混合溶劑中,加入適量的醋酸溶液,,經(jīng)過(guò)脫氣處理后120度加熱3天,。然后,真空抽濾得到固體粉末,,并使用索氏提取法清洗雜質(zhì),。后,60度真空干燥過(guò)夜后即可得到終產(chǎn)物,。
相關(guān)產(chǎn)品
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