当前位置： 石墨 >> 石墨发展 >> 国昂高科湖北大学改性自支撑石墨烯气凝胶锂
1成果简介
严重的穿梭效应和缓慢的氧化还原反应动力学是锂硫电池（LSBs）最迫切需要解决的两个问题。本文，湖北大学梅涛教授团队在《AdvFunctMater》期刊发表名为“DefectStrategy-RegulatedMoSe2-ModifiedSelf-SupportingGrapheneAerogelsServingasBothCathodeandInterlayerofLithium-SulfurBatteries”的论文，研究提出设计了富含硒空位的硒化钼修饰石墨烯气凝胶，既可作为LSB的阴极主体（MoSe2-xGA/S），也可作为独立的夹层（MoSe2-xGA）。石墨烯网络支持的无粘结剂硫宿主可最大限度地提高电子传导性/锂迁移率，并减轻体积膨胀。具有亲硫-亲锂特性的富缺陷MoSe+2-x加快了Li2S的成核和解离，而插入的双功能夹层不仅促进了多硫化物的吸附和转化，还调节了锂的均匀沉积并抑制了锂枝晶的生长。因此，组装后的MoSe2-xGA/S+互层电极在容量提升和循环稳定性方面获得了良好的反馈，在0.2C条件下具有.9mAhg-1的高初始放电容量，在1C的高电流密度下，经过次长期循环后，每循环的衰减率为0.%，并在高硫负载（4.8mgcm-2）和贫电解质（5.5μLmg-1）条件下实现了高比容量（.6mAhg-1）。这项富有洞察力的工作为无粘结剂硫宿主的设计和缺陷电催化工程的应用提供了新思路。2图文导读
图1、MoSe2-x
GA/S+层间集成电极的制备和机理图。图2、a-c)MoSe2-x
GA的FESEM图像、d-f)HRTEM图像、g)SAED图案、h)STEM图像和相应的EDS贴图。图3、a)MoSe2
GA和MoSe2xGA的XRD图，b)Se3d、c)Mo3dXPS光谱，d)拉曼光谱，e)EPR光谱。f)MoSe2xGA的N2吸附-解吸等温线和孔径分布图。图4、a)分别加入GA、MoSe2
GA和MoSe2-xGA的Li2S6溶液的紫外可见光谱，插图为可视化吸附测试照片；吸附Li2S6前后MoSe2-xGA的b)Se3d和c)Mo3d的XPS光谱；d)MoSe2-xGA吸附Li2S6及键长模型示意图；e)MoSe2-xGA的电荷密度差示意图；f)MoSe2GA和MoSe2-xGA吸附Li2S6前后S-S键的键长比较；g)MoSe2GA和h)MoSe2-xGA的DOS曲线。图5、a)GA、MoSe2
GA和MoSe2xGA的对称CV曲线；b)MoSe2GA/S、MoSe2-xGA/S和MoSe2xGA/S+互层电极的C2峰和A峰的塔菲尔曲线；d)MoSe2xGA和e)MoSe2GA的Li2S沉积曲线；f)MoSe2xGA和MoSe2GA的Li2S溶解曲线；g)GA/S、MoSe2GA/S和MoSe2xGA/S的GITT曲线；h)MoSe2xGA/S的差分CV曲线和i)相应的CV起始电位；j)MoSe2xGA/S在不同扫描速率下的CV曲线；GA/S、MoSe2GA/S和MoSe2xGA/S在k)峰值C2和l)峰值A处的峰值电流与扫描速率平方根之间的关系。图6、a)MoSe2-x
GA中间膜的横截面SEM图像；b)PP隔离层和添加MoSe2-xGA中间膜的对称电极阻抗图；c)接触角测试图像；使用传统PP隔离层和插层MoSe2-xGA中间膜的锂-锂对称电池测试：d)在0.5mAcm-2条件下，剥离/电镀容量为0.5mAhcm-2时，e)速率性能，f)1mAcm-2时，剥离/电镀能力为1mAhcm-2和g)Tafel曲线和相应的交换电流密度（插图）；（h1-h4）使用传统PP隔膜和插层MoSe2-xGA中间膜循环前后锂片表面和横截面的FESEM图像；i)H瓶可视化穿梭测试。图7、GA/S、MoSe2
GA/S、MoSe2-xGA/S和MoSe2-xGA/S+夹层电极的电化学性能3小结
总之，本实验通过合成富含硒缺陷的硒化钼改性石墨烯气凝胶，实现了"一石二鸟"的吸附催化策略，即同时作为自支撑硫负载阴极（MoSe2-x
GA/S）和独立夹层（MoSe2-xGA），并具有三维石墨烯网络通道。中间层的引入确保了对阳极逸出锂离子的再拦截和二次催化转化，有效提高了活性物质的利用率和容量保持率。此外，锂-锂对称电池中中间层的存在还有助于引导锂的均匀成核和生长。与其他对照组相比，MoSe2-xGA/S+中间层电极最终表现出更高的高硫负荷和长循环性能，以及更好的稳定性倍率。文献：
