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中国科学技术大学钱义泰院士和王公明教授团队通过实验和理论相结合的方法研究了金属钴基化合物在锂硫化学中的动力学行为,发现钴基化合物中阴离子价电子的p能量与中心相对费米能级的位置是影响锂硫电池界面电子转移反应动力学的主要因素。研究成果发表在世界顶级能源材料杂志《焦耳》上。
锂硫电池因其理论比容量高、能量密度大、成本低等优点而备受关注。但是,溶解过程中会产生中间产物聚硫锂充放电,会产生穿梭效应,严重限制了其实际应用。
研究人员研究了金属钴基化合物的转化动力学性质,发现所制备的金属钴基化合物表现出完全不同的电化学动力学行为。
DFT模拟结果和电荷差密度同时分析表明,通过将不同钴基化合物的阴离子价带的p带中心位置与多硫化物电化学转化动力学联系起来,找到了阴离子价电子的p带中心。相对于费米能级的位置,它可以有效地调节界面电子转移反应的动力学,成为影响Li-S化学动力学的主要因素。这一成果将指导锂- s电池应用的发展。
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