柔性锂−硫(Li−S)电池具有极高的机械柔性和能量密度。
近日,清华深圳国际研究生院周光敏报道了设计了一种将大尺寸Ti3C2Tx薄膜与TiO2/H−Ti3C2Tx相结合的独特的三明治电极。
文章要点
1)采用高电导率的Ti3C2Tx薄膜作为集电体,为锂离子电池提供了连续的电子转移路径和吸附位置,提高了锂离子电池的稳定性和灵活性,取代了较重的铝箔集电体,提高了Li−S电池的质量能量密度。
2)S/BP2000混合物与Ti3C2Tx薄膜之间的粘附性强,降低了界面接触电阻,防止了电池弯曲时活性物质层从Ti3C2Tx薄膜上剥落。同时,TiO2/H−Ti3C2Tx起到阻挡LiPSs穿梭的作用,对LiPSs有很强的吸附作用,并提供了丰富的锂离子传输路径,提高了比容量和稳定性。此外,顶部和底部的MXene基层不仅作为集电体提高了电极的导电性,而且还作为溶解的LiPSs的有效储存库,抑制了它们的扩散,缓冲了体积变化。
3)集成正极提供了柔性Li−S电池所需的灵活性和高强度。基于HT/S/TF的Li−S电池在500次弯曲循环后容量保持在95%以上,3500次循环后没有观察到电压变化。
参考文献
Xiongwei Zhong, et al, Freestanding and Sandwich MXene-Based Cathode with Suppressed Lithium Polysulfides Shuttle for Flexible Lithium−Sulfur Batteries, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04377
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04377