MOF衍生二硫化镍用于锂离子电池性能研究文献综述

 2023-05-05 09:05

文献综述

文 献 综 述1、前言在能源危机与环境问题日益凸显的背景下,随着新一轮工业革命兴起,应对能源危机和环境污染日益成为全球共识。

当前电子市场不断发展,用于小型便携式电子产品的传统电池已无法满足电源储能的需求,而且各种新兴大型交通运输方式的出现,如电动汽车、电动轨道列车等,要求电池具备更高的能量密度和功率密度。

急需开发一些具有更高能量密度、长循环寿命、 高比容量和低成本的新环境友好型电池。

所以电池能源的研究尤为重要。

锂离子电池是一种新型的二次能源,担负着未来电池发展的新方向,广泛应用于人们的生产生活中,但商品化锂离子电池的能量密度和循环性能目前还难以满足生产力发展的需求。

人们在探寻性能更优的锂离子电池电极材料时,发现具有多孔以及大比表面积特性的金属有机骨架材料(MOFs)及其相应的衍生物相比传统电极材料,在提高锂离子扩散速率、缓解体积变化和保证循环稳定性方面具备更好的优势,因此,MOFs及其衍生物是一种非常有潜力的锂离子电池电极材料。

而界面化学、材料的形貌学、结构变化以及电化学响应等基础的科学研究对于成功的开发下一代先进的电池系统是十分必需的。

其中作为负极的传统石墨材料因为较低的理论容量(372mAh g-1)和反复充放电过程中石墨层剥落导致容量降低等原因越来越难以满足人们对便携式电子设备的需求,而过渡金属硫化物中的二硫化镍因其具有较高的理论容量(873mAh g-1)、比过渡金属氧化物更好的导电性,镍硫之间成键弱等特点,是一种非常具有潜力的锂离子电池负极材料。

然而硫化镍作为锂离子电池负极材料也面临着一些问题,例如:充放电过程中体积膨胀较大,易导致电极材料破碎,循环稳定性降低;导电性较差;首圈库伦效率较低等,这些问题大大限制了其在实际生活中的应用。

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