多壁碳纳米管-氮化钒空心球复合材料作为高效硫载体用于锂硫电池

以多壁碳纳米管/氮化钒复合材料(MWCNT-VN)作为锂硫电池正极载体材料,利用VN的空心结构储存硫和限制多硫化物的穿梭效应。另外,MWCNT形成了一个导电网络,进一步提升了正极的导电性能。在1C的电流密度下,VN/S电极与MWCNT-VN/S电极的初始放电比容量分别为702.2和809.3 mAh·g~(-1),经过350圈循环后,每圈衰减量均小于0.1%。与单纯VN/S相比,所得MWCNT-VN复合材料的电化学性能均有提升,如较高的锂离子迁移率、稳定的倍率性能和长循环稳定性。     

Sb,S共掺杂SnO2电子结构的第一性原理分析

基于第一性原理的密度泛函理论和平面波超软赝势法，采用广义梯度近似算法研究了Sb，S两种元素共掺杂SnO₂材料的电子结构与电学性质.电子结构表明：共掺杂后材料仍然为n型导电直接带隙半导体；电荷密度分布改变，S原子与Sn，Sb原子轨道电子重叠加剧.能带结构表明，Sb，S共掺SnO₂在能带中引入新的能级，能带带隙相比于单掺更加窄化，费米能级进入导带表现出类金属特性.电子态密度计算结果进一步证实了电子转移的正确性：在价带中部，S原子轨道与Sn，Sb轨道发生杂化，电子转移加剧，价带顶部被S 3p轨道占据，提供了更多的空穴载流子，价带顶上移；随着S掺杂浓度的增加，带隙宽度继续减小，导带逐渐变窄，导电性能呈现越来越好的趋势.     

V2O5空心球作为高效硫载体用于锂硫电池（英文）

以V2O5空心球作为锂硫电池的正极材料,将其用于存储硫和限制多硫化物的穿梭效应。V2O5空心球的平均直径约为500 nm,为存储硫提供了更多空间并适应硫电极的体积变化。同时,V2O5对多硫化物具有很强的化学吸附性,可以有效地限制多硫化物的穿梭效应。由于中空结构增加了硫的存储,并通过化学键牢固地吸附多硫化物,使该锂硫电池同时具有高容量和良好的稳定性。V2O5/S作为正极的锂硫电池在0.1C倍率时显示出1439 mAh·g-1的高可逆容量,并在1C的倍率下循环300次后的容量约为600 mAh·g-1。     

有双重固硫作用的PEDOT包覆MnO_2纳米管阴极用于高性能的锂硫电池（英文）

制备了α-MnO_2纳米管作为硫的宿主材料,将硫填充到α-MnO_2管的中空部分,并通过原位聚合法在α-MnO_2外层包覆一层薄层聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)进一步束缚硫。这样一种双重固硫的阴极材料S@α-MnO_2-PEDOT在锂硫电池中体现出了高的性能。在电流密度1 675 mA·g~(-1)(1C)下循环200圈,容量为774.4 mAh·g~(-1),且在电流密度为3 350 mA·g~(-1)(2C)下容量达854.1 mAh·g~(-1),体现出良好的循环稳定性和倍率性能。这些显著的性能得益于阴极材料新颖的结构。在这种结构中,α-MnO_2纳米管不仅能对硫起到物理限制作用,而且增强了硫宿主材料和多硫化物间的化学相互作用。同时,PEDOT的引入增强了含硫纳米复合材料的导电性,并进一步减少了由于体积变化和多硫化锂的过度溶解引起的硫的损失。     

有双重固硫作用的PEDOT包覆MnO2纳米管阴极用于高性能的锂硫电池

制备了α-MnO₂纳米管作为硫的宿主材料，将硫填充到α-MnO₂管的中空部分，并通过原位聚合法在α-MnO₂外层包覆一层薄层聚（3，4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）进一步束缚硫。这样一种双重固硫的阴极材料S@α-MnO₂-PEDOT在锂硫电池中体现出了高的性能。在电流密度1 675 mA·g^-1（1C）下循环200圈，容量为774.4 mAh·g^-1，且在电流密度为3 350 mA·g^-1（2C）下容量达854.1 mAh·g^-1，体现出良好的循环稳定性和倍率性能。这些显著的性能得益于阴极材料新颖的结构。在这种结构中，α-MnO₂纳米管不仅能对硫起到物理限制作用，而且增强了硫宿主材料和多硫化物间的化学相互作用。同时，PEDOT的引入增强了含硫纳米复合材料的导电性，并进一步减少了由于体积变化和多硫化锂的过度溶解引起的硫的损失。