MoS2提升鋰硫電池能量密度

據瞭解,德州大學達拉斯分校(TheUniversityofTexasatDallas)采二維MoS2(二硫化鉬,molybdenumdi sulfide)作為鋰硫電池陽極的保護層,旨在鋰電沉積的穩定以及抑制鋰枝晶的形成,從而增加電池的能量密度。

二硫化鉬圖片

二硫化鉬是輝鉬礦的主要成分,黑色固體粉末,有良好的金屬光澤。其因為是層狀結構,相較於同屬二維材料的石墨烯,擁有1.8eV的能帶隙,電子遷移率最高可達約500 cm^2/(V•s),電流開關率達到1×10^8,所以在電池領域有著廣闊的應用空間。

單質硫在地球中儲量豐富,有價格低廉、環境友好等特點,但是,其導電性能非常差,不穩定性,經過數次充放電迴圈後,材料極易變形、分解,進而阻礙了鋰硫電池成為未來市場主流產品的可能。

鋰電池圖片

德州大學研究者用含有MoS2的鋰及3D碳納米管-硫分別作為該款電池的陽極及陰極,其比能量密度約為589Wh/?kg,在0.5℃下經1200次充放電後,庫侖效率約98%。實驗表明,該方式能大大提升電池密度與安全性。

鋰硫電池是鋰電池的一種,以硫元素作為正極材料,以金屬鋰作為負極材料。以硫作為正極的電池,其材料理論比容量比電池理論比能量還高,分別達到1675mAh/g和2600Wh/kg,遠大於市場上廣泛應用的鈷酸鋰電池的容量(<150mAh/g)。 鋰硫電池擁有諸多優勢,造價相對便宜、分量輕、儲能大,綠色環保,是一種非常有前景的鋰電池。 總的來說,MoS2的改性將助推鋰硫電池的商業化進程。

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