层状双羟基氢氧化物及其衍生物在锂硫电池中的应用

作     者：葛世伟 赵倩 刘玉 刘耀阳 韦楚 GE Shiwei;ZHAO Qian;LIU Yu;LIU Yaoyang;WEI Chu

作者机构：齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室制浆造纸科学与技术教育部重点实验室济南250353 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2024年第38卷第20期

页      面：11-20页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(52102269) 山东省自然科学基金(ZR2020QE06) 齐鲁工业大学(山东省科学院)科教产融合试点工程基础研究类项目(2023PY008) 

主　　题：层状双羟基氢氧化物 可调节的插层结构 约束能力 锂硫电池 

摘      要：锂硫电池具有超高的理论能量密度、较低的材料成本,是极有前途的下一代储能体系。但硫导电性差、充放电过程中的穿梭效应、体积膨胀、负极锂枝晶等问题造成锂硫电池的比容量低、容量衰减严重、库仑效率差,影响了其实际应用。层状双羟基氢氧化物(LDHs)是一种二维材料,具有可调节的插层结构、可控的表面化学性质和独特的拓扑转换特性,作为储能材料受到了广泛的关注。LDHs对多硫化物具有良好的约束能力,作为锂硫电池正极硫载体可以高效吸附和催化充放电过程中产生的多硫化物,减少多硫化物的迁移,加快氧化还原反应动力学,从而提升锂硫电池的电化学性能。此外,二维LDHs可涂覆于隔膜作为正极与隔膜间的中间层,通过物理作用阻挡多硫化物向负极的迁移,抑制穿梭效应;LDHs用于锂负极可以促进金属锂的均匀成核和沉积。目前LDHs在锂硫电池中应用广泛,本文综述了LDH及其衍生物在锂硫电池中的应用优势,介绍了其在锂硫电池正极、中间层、负极中的应用现状,指出了LDHs材料在锂硫电池中的发展方向。