多级孔氮化钛材料可提升锂硫电池性能

2019-02-12 17:36

据外媒报道，韩国科学技术院（KAIST）的研究团队研发了一款超稳定、高速率锂硫电池，该研究团队将多级孔氮化钛（hierarchically porous titanium nitride，h－TiN）用作硫的表层载体（sulfur host）。该研究团队在论文中写道，当环境温度为5℃时，对电池充放电1000次后，h－TiN／S的可逆容量（reversible capacity）约为557 mAh／g，折算后每次充放电的容量衰退率仅为0．016％。

为应对这类问题，化学与生物分子工程系教授Jinwoo Lee与其团队合成了比较发达的多级孔／介孔氮化钛（hierarchical macro／mesoporous titanium）作为硫的载体材料（host material for sulfur）。

氮化钛拥有较高的硫化学亲和力及高电导率，可防止活性材料的溶解，为电荷传递（charge transfer）提供辅助。此外，大孔隙和介孔结构的协合效应可稳定容纳大量的硫，为电极渗透（electrolyte penetration）提供辅助。

早前的报道中提过，极性无机材料的硫化学亲和力高，但对于硫载体多孔架构的管控能力有所不足。如今，该研究研发了新的合成途径，对多孔架构无机材料的管控较为简便，突破了上述技术限制，从而可获得卓越的循环（充放电）稳定性及高充电速率。