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AFM：以鈷(II)為中心的氟化酞菁實(shí)現(xiàn)優(yōu)異轉(zhuǎn)換動(dòng)力學(xué)的堅(jiān)固鋰硫電池

由于元素硫具有優(yōu)異的理論能量密度和低成本，鋰硫（Li-S）電池被認(rèn)為是有前途的后鋰離子電池。盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，但鋰硫電池的性能需要進(jìn)一步提高，以使其在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。

在此，韓國科學(xué)技術(shù)院Sung-Yoon Chung及首爾國立大學(xué)Kookheon Char, Jang Wook Choi等人報(bào)道了以鈷 (II) 為中心的氟化酞菁，即F-Co(II)Pc、還原氧化石墨烯（rGO）和元素硫組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)作為鋰硫電池的正極材料，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1) 鈷 (II) 中心的催化作用增強(qiáng)了轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)，

2）氟官能團(tuán)經(jīng)歷S_NAr反應(yīng)與大量硫共價(jià)連接，

3) 氮原子與多硫化物的強(qiáng)親和力抑制穿梭反應(yīng)，

4) 芳族結(jié)構(gòu)與rGO進(jìn)行π-π堆疊以實(shí)現(xiàn)有效的電子傳輸。

圖1. 揭示改進(jìn)動(dòng)力學(xué)的機(jī)制的DFT計(jì)算

因此，即使在高面積硫負(fù)載（12 mg cm^-2）下，該正極也獲得了各種理想的電化學(xué)特性，例如穩(wěn)健的循環(huán)性（0.2C下50次循環(huán)后保留了5.59 mAh cm^-2的容量，對(duì)應(yīng)于91.2%的保持率）、降低的過電位和容易的反應(yīng)。

這種復(fù)合設(shè)計(jì)突出了材料設(shè)計(jì)的實(shí)用性，即結(jié)合F-Co(II)Pc、2D導(dǎo)電碳材料及其與硫的明確聯(lián)系和致密集成，以實(shí)現(xiàn)具有實(shí)際意義的規(guī)格的高性能硫電極。

圖2. 高面積負(fù)載時(shí)復(fù)合電極的循環(huán)性能

Cobalt(II)-Centered Fluorinated Phthalocyanine-Sulfur SNAr Chemistry for Robust Lithium-Sulfur Batteries with Superior Conversion Kinetics, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202106679

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/16/d37b21882e/

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