不同形狀/尺寸MIL-96-Al應(yīng)用于鋰硫電池

　　金屬有機框架材料(MOFs)由于其形貌和尺寸的可控與晶體內(nèi)部含有的豐富孔道結(jié)構(gòu)和路易斯酸金屬位點顯示了在鋰硫電池應(yīng)用中的巨大潛力。

　　通過合成具有不同形貌和尺寸的MIL-96晶體。并將其作為硫載體研究形貌與尺寸對于多硫化鋰的吸附與材料比容量之間的關(guān)系。通過X射線粉末衍射、拉曼光譜、紅外光譜等表征手段證明了MOFs材料的成功合成。

　　X射線光電子能譜與同步輻射表征說明負載硫后的樣品中硫的存在形式，并且與MOFs的骨架具有一定的相互作用。

　　將以上得到的不同形貌的MIL-96晶體作為硫載體制備鋰硫電池正極材料，鋁箔為集流體，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSi)為電解液，組裝為2032型紐扣電池進行電化學分析。

　　在充放電倍率為0.1 C時，測試所得HPC, HBC, HPBC的初始比容量分別為：1322.7, 847.8, 760.6 mAh g-1，經(jīng)過200圈恒電流充放電后比容量分別為：246.3, 389, 176 mAh g-1，庫倫效率維持在95%以上。

　　Q2/Q1比值與U1值對比可以看出：HBC晶體作為硫載體時，其Li+遷移速率與硫利用率最高。圖5為HBC形貌晶體的不同尺寸樣品作為硫載體的電化學性能分析。結(jié)果表明：隨著晶體尺寸的減小，其循環(huán)性能逐漸升高，歸因于隨著晶體的尺寸減小，單位質(zhì)量的載體材料暴露的(101)晶面面積隨之增大。

　　同時，由于晶體尺寸的減小，其**電極材料時，與導(dǎo)電劑的接觸更為充分，使得較小尺寸的樣品可以獲得較低的阻抗。

　　文章**通過宏觀Li2S4溶液的吸附實驗測試了不同形貌與不同尺寸大小的MIL-96晶體對Li2S4分子的吸附效果。結(jié)果證明：(101)晶面暴露面積**的HBC晶體對于Li2S4的吸附作用**。對于不同尺寸大小的HBC晶體，隨著尺寸的減小，其對于Li2S4分子的吸附作用逐漸增強。

　　密度泛函數(shù)(DFT)理論計算針對于三個**晶面，構(gòu)建模型計算三個晶面分別與Li2S4，S8分子的吸附能，計算結(jié)果表明：(101)晶面對于Li2S4與S8的化學吸附作用**。

　　此項結(jié)果表明：同一晶體中存在著對于Li2S4與S8分子的活性晶面，導(dǎo)致不同形貌的晶體對于多硫化鋰分子吸附能力的差異。針對于同一種晶體形貌，粒徑的減少使得特定晶面的暴露面積增大，提高對于多硫化鋰的吸附能力，電化學循環(huán)穩(wěn)定性提高。

　　MIL-96(Al)，cas908831-43-6

　　MIL-96(Al)金屬有機骨架是一種MOF材料，由西安pg電子官方生物提供。

　　CAS NO.：908831-43-6

　　分子式：C54H46Al14O62H48O24

　　分子量：2497.01

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