上交王久林ACS Nano | 高体积容量的FeS₂/SPAN复合材料助力高性能锂-硫电池

本文研究了硫化聚丙烯腈（SPAN）在锂硫电池中的应用及其局限性，如硫含量有限、氧化还原动力学不理想和体积能量密度较低。上海交通大学王久林等人提出将FeS₂纳米点与碳纳米管复合到SPAN中，以提升硫含量、动态性能和体积容量。通过喷雾造粒法制备的FeS₂/SPAN复合材料形成了分散且交错的二次颗粒结构，富含离子/电子传输通道，从而确保了更稳定的阴极界面并表现出优异的倍率性能。实验结果显示，该复合材料在0.5 C下循环140次后仍具有683.56 mAh g⁻¹的高比容量（容量保持率为91.90%），并在高面积质量负载下实现了716.19 Ah L⁻¹的体积容量。FeS₂的引入不仅提高了质量/体积容量，还通过加速锂离子扩散速率促进了充放电动力学，为锂硫电池实现更高能量密度和实用性奠定了基础。