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Co9S8金属氢氧化物(LDHs)纳米笼的构筑及其锂硫电池应用研究

2024-03-10逯含情于占军张丽娜

郑州航空工业管理学院学报 2024年1期
关键词:锂硫干燥箱中空

卫 萌,刘 银,逯含情,李 帅,于占军,张丽娜

(1.郑州航空工业管理学院,河南 郑州 450046;2.航空经济发展河南省协同创新中心,河南 郑州 450046)

0 引 言

现代工业社会运转主要依赖于煤炭、石油和天然气等化石燃料的消耗,然而化石燃料排放导致空气污染,引发自然灾害,加剧全球变暖,已经成为亟待解决的人类共性难题[1]。科研工作者一直致力于新能源的开发,从20 世纪90 年代SONY 公司生产出第一款商业化锂离子电池开始,在近30年的时间里,锂离子电池已被广泛应用于消费电子产品中,更是成为电动汽车的动力首选技术[2]。二次电池及其关键材料是我国新能源战略布局的重要环节,不仅是支撑我国构建高效、绿色、低碳、安全新能源系统的关键支柱,更是助力我国制造业实现升级转型的有力保障。

锂硫电池(LSBs)是以单质硫为正极,金属锂为负极的电池体系,具有卓越的理论能量密度(2600 Wh/kg),被认为是最具实用前景的下一代高比能二次电池[3]。然而,当前锂硫电池实际容量远低于理论容量,严重阻碍锂硫电池的实用化进程。提高硫正极材料的性能是实现锂硫电池应用的关键所在[4]。由正极活性材料硫导致的问题主要有:(1)单质硫及其放电产物Li2S/Li2S2均为离子和电子的绝缘体,导致正极活性物质硫的利用率低下,电荷在正极内部的传递受阻[5]。(2)正极结构破坏。硫和硫化锂的密度分别为2.07 g/cm3和1.66 g/cm3,在充放电过程中有接近80%的体积膨胀/收缩,这种体积差导致正极结构的破坏,活性材料与集流体脱离,加速循环过程中容量衰减[6]。(3)聚硫锂溶解和穿梭效应。锂硫电池中间放电产物易溶解于有机电解液中,并能跨越隔膜在正负极之间穿梭[7]。穿梭效应一方面消耗了正极活性物质,另一方面也破坏了负极的固体电解质界面膜(SEI 膜),导致负极的腐蚀与钝化,同时也降低了电池的循环性能和库伦效率[8]。

层状双氢氧化物(Layered double hydroxides,LDHs)是一类具有二维(2 D)层状结构的无机材料,通式为[M2+1-xM3+x(OH)2][An-x/n]·mH2O。其中,M2+是二价阳离子,M3+是三价阳离子,An-为层间阴离子,x为M3+/(M2++M3+)的摩尔比值(一般在0.2-0.33 之间)[9]。通过调整M2+,M3+,x 以及An-,可以形成多种不同成分和结构的LDHs,因此被广泛应用于储能材料、吸附材料、废水处理材料等[9]。研究表明,LDHs 可以作为一种理想的多硫化锂的宿主材料。一方面,由于LDHs 层表面丰富的亲水性羟基对多硫化锂具有较强的作用力,可以形成锂—羟基键,用作吸附多硫化锂,抑止穿梭效应[10]。另一方面,LDHs 的高比表面积能够暴露出足够多的金属“亲硫”位点,从而促进多硫化锂的动力学转化[11]。此外,通过调控LDHs 的层间阴离子An-,可以影响LDH 的层间距大小[12],较大的层间距意味着更多的面内金属活性位点被暴露,有利于吸附更多的多硫化锂,达到抑制穿梭效应的目的。

在众多LDHs 材料中,Co 基LDHs 能够有效吸附多硫化锂,其面内阳离子可以作为催化活性中心与多硫化锂形成金属—硫键,减缓多硫化锂的穿梭,加快电池内部的氧化还原动力学[13-14]。然而,由于LDHs 本身的导电性较差,导致LDHs 基正极材料的硫利用率低、循环稳定性差等问题,阻碍了其作为高性能锂硫正极的进一步应用。Zhang 等人[15]通过将纳米硫颗粒封装在NiCo-LDH 壳内,利用还原氧化石墨烯(rGO)和碳纳米管(CNT)创建相互连接的导电网络,用于提升S@NiCo-LDH 材料的导电性。然而,非极性的碳材料只能延缓却不能抑制穿梭效应,极性的多硫化锂可以很容易地从碳表面重新溶解在电解液中[16]。因此,Luo 等人[17]开发了一种原位磷酸化LDHs的方法,以ZIF-67为模板制备空心NiCo-LDH,经过轻度磷酸化后成功转化为磷酸化NiCoP4O12。这种原位磷酸化NiCoP4O12材料保留了NiCo-LDH 的中空形貌,用于储存活性硫同时暴露出更多的活性位点抑止多硫化物。近几年,不少研究者采用MOFs 为模板,合成具有特定结构的LDHs,以适应高负载硫正极充放电过程中的体积膨胀[13][14][18]。

本文以ZIF-67 作为模板,通过结构设计和制备工艺调控,构筑了具有中空结构的NiCo-LDH/Co9S8作为硫的宿主材料。以LDHs 为前驱体和功能单元,通过硫化合成异质结构提高自身导电性,通过自牺牲模板和原位硫化制备出具有中空结构的NiCo-LDH/Co9S8。相比于单一LDHs导电性差,中空结构的NiCo-LDH/Co9S8可以极大地提高LDHs 的导电性,增大活性硫的存储空间,进而增强正极活性硫转化效率。同时,丰富的NiCo-LDH/Co9S8界面提供了高结构稳定性,快速电荷转移,并增强了多硫化锂转化动力。因此,探索基于LDHs 的储能功能材料开发具有良好的应用前景和现实意义。

1 实验过程

1.1 实验试剂

六水合硝酸钴,六水合硝酸镍,四水合氯化亚铁,无水甲醇,无水乙醇,N,N-二甲基甲酰胺,二硫化碳,升华硫,N-甲基吡咯烷酮(NMP)(均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司);2-甲基咪唑(分析纯,上海麦克林生化科技有限公司);硫化锂,硫代乙酰胺1, 3-二氧戊环(DOL),乙二醇二甲醚(DME)(分析纯,上海阿拉丁试剂有限公司);聚偏二氟乙烯(PVDF)(广东烛光新能源科技有限公司)。

1.2 实验仪器

分析天平(ME204E 型,梅特勒-托利多仪器有限公司),超声波清洗仪(YM-0220 型,奥立龙有限公司),真空干燥箱(DZF-6050 型,上海精宏科学仪器有限公司),氩气手套箱(Universal 型,上海米开罗那技术有限公司),手动切片机(MSK-T10 型),自动涂布机(MSK-AFA-II-VC 型),电动封装机(MSK-160E 型,合肥科晶材料技术有限公司),蓝电测试系统(CT3002A 型,武汉市蓝电电子股份有限公司),电化学工作站(CHI-604E 型,上海辰华仪器有限公司)。

1.3 ZIF-67的制备

称量摩尔比为1∶4 的六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)和2-甲基咪唑(C4H6N2),分别溶解在一定量的甲醇中。溶解后,快速将溶解2-甲基咪唑的甲醇溶液倒入硝酸钴的甲醇溶液中,剧烈搅拌30 min。将混合溶液在室温下静置24 h 后,通过真空抽滤收集沉淀物,并用甲醇洗涤3次。最后,将沉淀物在60°C 真空干燥箱中烘干过夜,得到紫色产物ZIF-67。

1.4 ZIF@NiCo的制备

称量质量比为1:2 的ZIF-67 和六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O),分别分散在无水乙醇中。充分溶解后,将上述两种溶液混合均匀后转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中。将反应釜放置在鼓风干燥箱中,反应温度为120°C,反应时间为2 h。待冷却至室温后,将反应釜内沉淀物通过真空过滤收集,并用乙醇反复清洗,最后在真空干燥箱中60°C 干燥6 h,得到灰紫色产物,命名为ZIF@NiCo。

1.5 NiCo-LDH的制备

将240 mg 的ZIF@NiCo 分散于无水乙醇和去离子水的混合溶液中,超声分散,然后在90 °C 下冷凝回流20 min。通过真空过滤收集沉淀物,并用乙醇反复洗涤后,将沉淀物在真空干燥箱中60 °C 干燥过夜,得到青绿色产物,命名为NiCo-LDH。

1.6 NiCo-LDH/Co9S8的制备

将质量比为2∶3 的NiCo-LDH 和硫代乙酰胺(TAA)分散在一定量的无水乙醇中,剧烈搅拌30 min后,将混合溶液转移到高压反应釜中。将反应釜放置在鼓风干燥箱中,反应温度为100°C,反应时间为2 h。待冷却至室温后,将沉淀物通过真空过滤收集,并用乙醇反复清洗,最后在真空干燥箱中60°C 干燥过夜,得到黑色产物,命名为NiCo-LDH/Co9S8。

1.7 FeNiCo-LDH的制备

将质量比为1∶2 的ZIF@NiCo 和四水合氯化亚铁(FeCl2·4H2O)分散在一定量的甲醇中。将混合溶液在室温下搅拌4 h。用真空过滤收集沉淀物,并用乙醇反复洗涤后,将沉淀物在真空干燥箱中60°C 干燥过夜,得到黄色产物,命名为FeNiCo-LDH。

1.8 硫正极复合材料的制备

将0.1 g 的NiCo-LDH、FeNiCo-LDH 和NiCo-LDH/Co9S8材料分散在10 mL 的二甲基甲酰胺(DMF)中。接着将0.4 g的升华硫溶于20 mL 二硫化碳(CS2)中,得到S/CS2溶液。将上述两种溶液混合后,在50°C下搅拌直至CS2完全挥发,硫复合材料析出后,通过真空过滤收集沉淀物并进行真空干燥。将沉淀物进一步研磨后,放入充满氩气的管式炉中,在200°C 下保温30 min,得到硫正极复合材料,分别命名为S@NiCo-LDH、S@NiCo-LDH/Co9S8、S@FeNiCo-LDH。

1.9 正极浆料和正极片的制备

将质量比为7∶2∶1 的硫正极复合材料、乙炔黑、PVDF 混合均匀。然后将上述混合粉体加入NMP 溶剂中搅拌12 h,制备出均匀的浆料。将浆料涂布到碳布上,涂布厚度为300 μm,放置在真空干燥箱中干燥过夜。干燥后使用切片机裁成直径为12 mm 的正极片以待组装扣式电池使用。

1.10 材料表征

扫描电镜(SEM, ZEISS Gemini 300)和透射电镜(TEM,FEI Tecnai F20)用于表征样品形貌和结构。X射线衍射仪(XRD, 布鲁克D2 PHASER)表征样品结晶度和结构。热重分析仪(TG, TG 209F3)表征硫正极复合材料的实际载硫含量。紫外/可见分光光度计(UV-vis,UV-5500PC)表征溶液中Li2S6的含量,以此为依据分析样品吸附多硫化锂的性能。电化学工作站测试材料的循环伏安特性,测试扫描速率为0.1 mV/s,扫描范围为1.7 V-2.8 V。

2 实验结果与讨论

2.1 样品的设计、形貌和组成分析

通过SEM 对S@NiCo-LDH/Co9S8材料的形貌演化过程进行表征。图1(a)和(b)给出了ZIF-67 晶体和ZIF@NiCo 的SEM 图。ZIF-67 晶体具有全等菱形面组成的十二面体结构,平均粒径约为800nm—1000 nm。ZIF@NiCo 复刻了十二面体结构,只是包覆后表面明显粗糙。NiCo-LDH和FeNiCo-LDH 保留了ZIF-67 的十二面体形貌,并且衍生出具有明显孔洞的中空结构(图1(c)(d))。将NiCo-LDH 硫化后,生成的NiCo-LDH/Co9S8易燃并延续了NiCo-LDH 的纳米笼结构(图1(e))。从图1(f)可以看出,NiCo-LDH/Co9S8与硫复合后得到的S@NiCo-LDH/Co9S8没有出现结构塌陷,其中空十二面体的结构为活性硫提供了充足的空间。从图1(a)-(f)可以看出材料制备过程中保持了ZIF 模板的十二面体结构,LDH 呈二维片层结构,有一定的堆叠,说明由于通过添加Ni2+、Fe2+对ZIF-67 自模板进行优化蚀刻,可以诱导LDHs 壳层的形成和生长。

图1(a)ZIF-67;(b)ZIF@NiCo;(c)NiCo-LDH;(d)FeNiCo-LDH;(e)NiCo-LDH/Co9S8;(f)S@NiCo-LDH/Co9S8的SEM图

图2 是NiCo-LDH、FeNiCo-LDH、NiCo-LDH/Co9S8和S@NiCo-LDH/Co9S8材料的SEM 图及对应的EDS元素分布。图2(a)-2(f)中复合材料的EDS元素映射显示N,Co 以及S 在整个中空纳米笼框架中均匀分布。图2(c)没有Fe元素,图2(d)(c)在纳米笼区域均匀分布Co 和Ni 元素,证明NiCo-LDH 中没有Fe 离子。而在图2(h)-2(j)中分布有Fe、Ni 和Co 元素,证明FeNiCo-LDH 材料的成功合成。如图2(p)-2(t)所示,硫负载后,显现出S 元素均匀分布在纳米笼范围内,证明NiCo-LDH/Co9S8与硫成功复合。中空纳米笼的结构依旧保持良好,表明该结构的高度稳定性,同时未在表面观察到硫颗粒,说明硫被成功封装于LDH/Co9S8纳米笼中。

图2(a)NiCo-LDH的SEM图及其(b)-(e)EDS元素分布;(f)FeNiCo-LDH 的SEM图及其(g)-(j)EDS元素分布;(k)NiCo-LDH/Co9S8的SEM图及其(l)-(o)EDS元素分布图;(p)S@NiCo-LDH/Co9S8的SEM图及其(q)-(t)EDS元素分布

通过TEM 进一步验证了材料的核壳结构形貌。图3(a)与图3(b)分别是蚀刻前后ZIF@NiCo 和NiCo-LDH 的形貌。ZIF@NiCo 具有明显的核壳结构,此时内部的ZIF-67 没有被完全蚀刻。完全蚀刻后的NiCo-LDH 显示出的中空十二面体结构,ZIF-67 核完全消失,表面出现NiCo-LDH 纳米片堆叠。这是由于金属离子水解/共沉淀在ZIF-67 表面生成LDHs 纳米片,加入硝酸镍后,水解的NO3-离子和溶解氧将部分Co2+氧化,随后与水解的Ni2+在OH-作用下在表面发生共沉淀形成LDHs 外壳,与此同时,Ni2+水解过程释放的质子逐渐蚀刻ZIF-67模板,复刻下ZIF-67的形貌,形成中空纳米笼结构。图3(c)是FeNiCo-LDH 材料的TEM 图像,可以看到FeNiCo-LDH 外面附着许多LDHs 纳米片,增大了整个材料的比表面积。图3(d)给出的是经过硫化处理得到的NiCo-LDH/Co9S8的TEM 图像,可以看出其依然保持良好的中空纳米笼形貌,但表面的纳米片显示出一些局部变形,可能是由于Co9S8的形成。结合前面SEM EDX 面扫描(图2(m)-2(o))揭示了镍、钴和硫元素在复合材料上的均匀分布,同样证实了Co9S8的形成。

图3(a)ZIF@NiCo;(b)NiCo-LDH;(c)FeNiCo-LDH;(d)NiCo-LDH/Co9S8的TEM图

图4(a)是NiCo-LDH、FeNiCo-LDH 和NiCo-LDH/Co9S8材料及其与硫复合后的XRD 谱图。通过图4(a)可以看到,NiCo-LDH 和FeNiCo-LDH 在11.0°、22.4°、34.2°和60.8°的衍射峰分别对应NiCo-LDH 的(003)(006)(012)和(110)特征峰(JCPDS 40-0216),表明LDH 结构的成功构筑。FeNiCo-LDH 纳米笼的衍射峰略微向小角度偏移,可能是由于Fe2+插入LDHs 的阳离子层,导致面间距离增大引起的[12]。NiCo-LDH/Co9S8 的衍射峰包含NiCo-LDH 的(003)(006)(012)和(110),还出现对应Co9S8的(311)和(531)晶面衍射峰(JCPDS 86-2273),证明硫化后复合材料中Co9S8的存在。值得注意的是NiCo-LDH/Co9S8 在(003)晶面的峰宽化,可能是Co9S8晶体的生成部分损害了NiCo-LDH的晶形结构。

图4 NiCo-LDH、FeNiCo-LDH、NiCo-LDH/Co9S8(a)及其与硫复合后(b)的XRD射线衍射谱图

图4(b)是NiCo-LDH、FeNiCo-LDH 和NiCo-LDH/Co9S8三种材料与硫复合后的XRD 图谱。S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8的衍射峰与硫(JCPDS 08-0247)的特征衍射峰一致,表明构筑的中空纳米笼复合材料中硫的存在。

为了确定硫在复合材料中的质量占比,对S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8材料进行了热重分析。如图5(a)所示,三种材料的活性硫含量分别约为76 wt%、78 wt%和79 wt%,说明构筑的中空结构能够实现高硫负载量。为了研究NiCo-LDH、FeNiCo-LDH 和NiCo-LDH/Co9S8三种材料吸附Li2S6的能力,进行了吸附实验和UV-vis 测试。将20 mg的样品与7 mL的Li2S6溶液摇匀混合后,静置12 h得到上清液。

图5(a)S@ NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8材料的TG图;(b)NiCo-LDH、FeNiCo-LDH 和NiCo-LDH/Co9S8宿主材料吸附Li2S6后的UV-vis吸收光谱图

图5(b)是上清液对Li2S6的紫外—可见吸收光谱,Li2S6在260 nm 和340 nm 附近有两个信号峰,加入NiCo-LDH/Co9S8材料后,Li2S6溶液的峰强度明显降低,其次是NiCo-LDH和FeNiCo-LDH。该结果与图5(b)中内置视觉对照试验照片一致。NiCo-LDH 和NiCo-LDH/Co9S8使Li2S6溶液完全脱色,FeNiCo-LDH使棕黄色的Li2S6溶液部分脱色,表明LDH/Co9S8对LiPSs具有更强的捕获能力。

2.2 电化学性能测试分析

为了解三种硫正极复合材料的反应机理和可逆性,对三种材料组装成扣式电池进行循环伏安法(CV)测试。以S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8为正极材料,锂片为负极组装成纽扣电池,经称量,极片的硫面载量为3 mg/cm2。

图6(a)是三种硫正极复合材料的CV 曲线。在放电过程中,S@NiCo-LDH/Co9S8在2.35 V 和2.05 V左右出现两个还原峰,分别表示S8还原为可溶性长链多硫化锂及进一步还原为不溶性Li2S2/Li2S 的过程。在充电过程中均显示出以A1 为中心的氧化峰,代表Li2S2/Li2S 向S8的可逆氧化过程。图中S@NiCo-LDH/Co9S8的还原峰与氧化峰的电位差最小。表明S@NiCo-LDH/Co9S8电极的多硫化锂转化动力学最强,这与前面的Li2S6吸附实验结果一致。此外,相比S@NiCo-LDH 和S@FeNiCo-LDH 电极,S@NiCo-LDH/Co9S8电极在1.95 V 附近的峰型更尖锐,且表现出正偏移,表明S@NiCo-LDH/Co9S8异质结构有利于促进长链LiPSs 向Li2S2/Li2S 的还原反应动力学,进而降低电池的极化。

图6(b)是S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8的电化学阻抗谱。三个材料的能斯特谱图均由电荷转移阻抗(Rct,高频区的半圆)和电极中的锂离子扩散(Wo,低频区的斜线)组成。通过Zview 软件进行拟合后得出S@NiCo-LDH/Co9S8电极的Rct最小(25.9 Ω),明显小于S@NiCo-LDH 和S@FeNiCo-LDH,这主要由于异质结构中高电导率的Co9S8的嵌入能够极大地增强材料的导电性,加快电子传输,从而提高循环过程中活性物质的利用率。

图7 展示了S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8电极在不同电流密度下的充放电容量与电压关系。对比图7(a)(b)(c)可以看出,三个电极在不同倍率下的充放电平台和趋势与锂硫电池的充放电平台一致,其中S@NiCo-LDH/Co9S8电极的充放电曲线在不同电流密度下都表现出稳定的平台,并且具有最小的过电位,再次证实了Co9S8异质结构电极的构筑能够增强锂硫电池正极的稳定性。

图7(a)S@NiCo-LDH;(b)S@FeNiCo-LDH;(c)S@NiCo-LDH/Co9S8在不同倍率下的容量与电压关系曲线图

图8(a)展示了S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8电极的倍率性能。从图中可看出,S@NiCo-LDH/Co9S8电极在0.1 C、0.2 C、0.5 C、1 C和2 C 电流密度下的放电比容量分别为1412.1 mAh/g、1294.2 mAh/g、1214.1 mAh/g,1128.8 mAh/g 和964.2 mAh/g。在电流密度回到0.1 C时,电极的放电容量回到1337.7 mAh/g,表现出出色的倍率性能和电化学可逆性。

图8 S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8电极的倍率性能对比图(a)及其在(b)0.2 C、(c)0.5 C、(d)1 C下的循环曲线图

图8(b)(c)(d)是S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH和S@NiCo-LDH/Co9S8材料在0.2 C、0.5 C、1 C 倍率下的长周期循环性能。电流密度在0.2 C 时,S@NiCo-LDH/Co9S8电极初始放电比容量为1291.3 mAh/g,循环300 周后库伦效率为95.1%,容量衰减至987.2 mAh/g,而S@NiCo-LDH 和S@FeNiCo-LDH 电极的初始放电比容量分别为1108 mAh/g 和1060.1 mAh/g,300 周放电后库伦效率仅有90.6%和93%。0.5 C 时S@NiCo-LDH/Co9S8电极初始放电比容量达到1214.1 mAh/g,在第391 周循环后容量为1145.8 mAh/g,容量保持率达到94 %,而S@NiCo-LDH 和S@FeNiCo-LDH 电极的循环寿命仅有300 周和208 周,容量保持率分别仅有52.7%和61.8%。在1 C倍率下,S@NiCo-LDH/Co9S8电极的初始比容量达到1132.8 mAh/g,在第685周仍能保持96.2%的库伦效率和1023.8 mAh/g的放电比容量,高于S@NiCo-LDH 和S@FeNiCo-LDH电极的初始比容量(703 mAh/g,905.9 mAh/g)和循环寿命(290周,336周。)

以上可看出,由于LDH/Co9S8异质结构的构筑,S@NiCo-LDH/Co9S8具有最为优异的倍率性能和循环性能,LDH/Co9S8不仅对多硫化锂起到物理限制作用,而且能够有效促进LiPSs 转化,从而抑制穿梭效应,增强电池的倍率性能。

3 小 结

本文以ZIF-67 为牺牲模板,制备得到中空纳米笼结构的NiCo-LDH 和FeNiCo-LDH 材料,并进一步原位硫化制备了NiCo-LDH/Co9S8。将三种材料作为硫的宿主,与硫复合后的S@NiCo-LDH、S@FeNiCo-LDH 和S@NiCo-LDH/Co9S8材料硫含量分别高达76 wt%、78 wt%和79 wt%。对三种材料进行电化学测试表明,S@NiCo-LDH/Co9S8具有最佳的电化学性能,在0.2 C 倍率下,S@NiCo-LDH/Co9S8的初始放电容量高达1291.3 mAh/g,1 C 大倍率长周期循环充放电测试下,685 周后可逆容量为1023 mAh/g,容量保持率达到90%,库伦效率超过96%。S@NiCo-LDH/Co9S8可以有效抑制穿梭效应,提高长循环寿命主要归功于以下几项因素的协同作用:(1)中空纳米笼结构提供了高负载活性硫的空间;(2)LDHs二维纳米片构筑的高导电纳米笼网络提高了电子传导和锂离子扩散通道,同时为硫的体积膨胀提供了缓冲;(3)Co9S8可作为优异的催化活性中心,促进LiPSs 的液相转化及液固转化。本研究为LDHs 在Li-S 电池领域的应用提供新的思路,为设计长循环寿命锂硫电池正极材料提供新的策略。

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