室温钠硫(RT-Na–S)电池的实际应用受到硫绝缘、高阶多硫化钠(Na2Sn,4≤n≤8)的严重穿梭效应和缓慢反应动力学的阻碍。因此,设计一种理想的主体材料来抑制多硫化物穿梭过程并加速可溶性NaPS向Na2S2/Na2S的氧化还原反应,对RT-Na–S电池至关重要。在这里,西北大学Liu Xiaojie通过静电纺丝和煅烧方法在独立的多通道碳纳米纤维中构建了高效MoC-W2C异质结构(MoC-W2C-MCNFs),实现了NaPSs的准固态转变。
本文要点:
1) 多通道碳纳米纤维是互连的微介孔结构,可以适应电极材料的体积变化,并限制NaPSs的整个氧化还原过程(抑制多硫化物的穿梭过程)。同时,具有丰富异质界面的MoC-W2C异质结构可以促进电子/离子传输并加速NaPS的转化。
2) 因此,S/MoC-W2C-MCNFs阴极在0.2 A g−1下经过500次循环后可提供640 mAh g−1的高容量,在4 A g−l下经过3500次循环后可提供200 mAh g–1的优异可逆性能。此外,通过实验和理论相结合,作者提出并证实了碳酸盐电解质中的异质结构催化机制(准固态转变)。
Shengqiang Zhang et.al Achieving a Quasi-Solid-State Conversion of Polysulfides via Building High Efficiency Heterostructure for Room Temperature Na–S Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202303925
https://doi.org/10.1002/aenm.202303925