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鋰硫 (Li-S) 電池商業(yè)應(yīng)用的主要障礙在于充放電時(shí)體積變化巨大，硫和相關(guān)硫化物的導(dǎo)電性差，以及多硫化鋰的穿梭效應(yīng)導(dǎo)致硫負(fù)載不足(LiPS)。

近日，鄭州大學(xué)Bing Ding, Guosheng Shao和東華大學(xué)的Peng Zhang等人在Advanced Functional Materials期刊上發(fā)表文章，提出了一種通用的“三區(qū)域”配置方法，包括：區(qū)域 I（硫源區(qū)域）、區(qū)域 II（LiPS 電催化區(qū)域）和區(qū)域 III（多功能屏蔽），用于高面積容量的 Li-S 電池。
 

【本文要點(diǎn)】
 

要點(diǎn)1、通過密度泛函理論理論模擬和一系列原位實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)一步證實(shí)了基于 Sabatier 原理的 Region II 和 Region III 競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的構(gòu)型機(jī)制。

要點(diǎn)2、與傳統(tǒng)的機(jī)械混合電極結(jié)構(gòu)相比，有序集成的“三區(qū)”結(jié)構(gòu)能夠有效地防止 LiPS 穿梭，在 10.7 mg cm^-2 的硫負(fù)載下提供高重量能量密度。

要點(diǎn)3、 軟包電池在硫負(fù)載量為 108 mg 時(shí)可實(shí)現(xiàn) 148.15 mAh 的高容量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大多數(shù)以前的電池和軟包 Li-S 電池。

此外，令人印象深刻的是，在彎曲甚至部分損壞的情況下，軟包電池仍然可以正常工作，顯示出相當(dāng)大的安全性。

Hou, R., Zhang, S., Zhang, Y., Li, N., Wang, S., Ding, B., Shao, G., Zhang, P., A “Three-Region” Configuration for Enhanced Electrochemical Kinetics and High-Areal Capacity Lithium–Sulfur Batteries. Adv. Funct. Mater. 2022, https://doi.org/10.1002/adfm.202200302