Abstracto

Anclaje in situ de nanopartículas de sílice sulfófila sobre una estructura de carbono macromesoporosa para obtener cátodos de Li-S rentables

  Liu Yajing

 Los carbonos porosos conductores han surgido como los principales anfitriones para la construcción de cátodos de baterías de litio-azufre, pero actualmente se enfrentan al desafío de una química superficial deficiente y una síntesis rentable. En este trabajo, se preparó un carbono macromesoporoso jerárquico tridimensional con anclaje de sílice in situ (SMC) mediante un enfoque sol-gel económico y de alto rendimiento. En esta estrategia, los canales de macroporos interconectados, los mesoporos abundantes y las nanopartículas de sílice bien distribuidas se integran sinérgicamente en un marco conductor construido mediante la acumulación de nanopartículas de carbono, y también se puede lograr simultáneamente el contenido ajustable de sílice. La red conductora tridimensional y las porosidades jerárquicas interconectadas otorgan a la matriz de carbono méritos estructurales multifacéticos para promover la transferencia de electrones/iones y homogeneizar la dispersión de azufre. Además, la movilización de LixSy (S8 y polisulfuros) se ve drásticamente restringida a través de la unión química entre sílice y LixSy, lo que se confirma mediante estudios de DFT. Al beneficiarse de estos méritos únicos, las baterías entregaron una alta capacidad reversible de 969,7 mAh g-1 y una capacidad mejorada de 625,5 mAh g-1 con una tasa de disminución de la capacidad de solo 0,088 % por ciclo después de 400 ciclos a 0,2 C. Esta estrategia puede proporcionar una nueva perspectiva para la modificación de la química de la superficie del material huésped de azufre a base de carbono con un enfoque simple y de bajo costo para finalmente avanzar en el sistema de conversión y almacenamiento de energía.