第一性原理研究ZIF-67/8在锂硫电池中的应用文献综述

 2024-06-19 09:06
摘要

锂硫电池因其高理论能量密度、环境友好和低成本等优势,被认为是下一代储能系统的有力竞争者。

然而,多硫化物的穿梭效应和锂金属负极的枝晶生长问题严重阻碍了其商业化进程。

金属有机框架材料(MOFs)及其衍生物,由于其独特的孔结构、可调控的化学组成和良好的电化学性能,在解决上述问题方面展现出巨大潜力。

本综述首先介绍了锂硫电池的工作原理、面临的挑战以及MOFs材料的结构特点和应用优势,然后重点概述了近年来ZIF-67/8材料在锂硫电池正负极改性方面的研究进展,包括其对多硫化物吸附和催化转化、抑制锂枝晶生长、改善电池循环稳定性和倍率性能等方面的作用机制。

最后,对ZIF-67/8材料在锂硫电池中的应用前景和面临的挑战进行了展望,并提出了未来可能的研究方向。


关键词:锂硫电池;ZIF-67/8;金属有机框架材料;第一性原理;多硫化物穿梭效应;锂枝晶

1.引言

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻,开发高效、清洁、可持续的储能系统迫在眉睫。

锂离子电池作为一种成熟的储能技术,已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。

然而,其有限的理论能量密度(~387Wh/kg)难以满足日益增长的需求[1]。

锂硫(Li-S)电池凭借其高达2600Wh/kg的理论能量密度、丰富的自然资源储备、低成本和环境友好等优势,被认为是极具潜力的下一代储能系统之一[2]。

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