碲掺杂锂硫电池研究进展

   在新的储能体系中，锂硫电池的理论比容量高达2600Wh/kg，并且单质硫价格低廉、环境友好，是下一代最具有发展前景的高比能二次电池之一。然而，其复杂的Li-S化学反应和硫本身的绝缘性严重限制了其实用性能。如锂硫电池在放电过程中，硫被还原为多硫离子而溶解于电解液中所引起的“穿梭效应”。使得在充电/放电过程中硫正极反应动力学变得缓慢。近日，中国科学技术大学钱逸泰课题组在ACS energy letters 上发表了一篇题为《Manipulating the Redox Kinetics of Li-S Chemistry by Tellurium Doping for ImprovedLi-S Batteries》研究论文。该论文通过一个简单的碲掺杂方法重塑了硫的电子性质和可操纵性来提高性能的Li-S化学动力学的锂电池。论文用DFT计算表明Te掺杂可以有效地促进锂化/脱锂反应并降低Li2S中的锂离子扩散能垒。

   另外，电化学研究证明了该反应用Te掺杂剂已经显着改善了Li-S化学的动力学和Li-S电池的循环性能。在5C倍率1000次循环后仍能达到656 mA h g-1的比容量和99％的高库仑效率。其中该论文一个重要意义通过不同元素掺杂与硫产生协同效应从而为锂硫电池研究提供了新的途径。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.7b01249

（许铭圣）