Li-S、Na-S、K-S、Ca-S、Mg-S,Zn-S和Al-S,你看中哪一个

一、导读 除了锂钠钾,大佬们还发过哪些金Metal-S电池?对于正极是有限的,除了S,就是Se,再者就是Te。负极种类就多了,除了Li-S,还有Na-SK-SCa-SMg-SZn-SAl-S等数不胜数,那么具体哪种有潜力?让我们一起思考一下。首先,我们以一篇综述开始进行思考所介绍的文献会在下面推文中对相关的导读内容转载,没发的就是没找到,需要原文的读者没条件下载的私信作者帮忙下载 二、综述 金属─硫电池的研究发展:锂硫电池能给我们带来哪些借鉴?
  • 期刊名InfoMat

  • 文献题目Room-temperature metal–sulfur batteries: What can we learn from lithium–sulfur?

  • 原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12291

  • 推荐理由:看之前先来个综述:苏州大学李彦光教授团队对金属硫电池体系(包括Li-SNa-SK-SCa-SMg-SAl-S)进行了系统介绍,分析和概括了金属硫电池在多硫化物穿梭、硫电极钝化失活和金属负极稳定性等方面的关键科学问题,并详细介绍了相应的解决策略。最后,基于锂硫电池的研究经验,对未来金属硫电池的发展进行了展望。
三、文献导读 1.抗锂枝晶短路的快充Al-钙质电池
  • 期刊名Nature
  • 文献题目The Key Role of Magnesium Polysulfides in the Development of Mg-S Batteries
  • 原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04983-9
  • 推荐理由:尽管装有金属负极的电池因其更高的能量密度和更低的复杂性而具有吸引力,但锂枝晶的存在使该技术的停滞不前。在这里,作者设计了一种双向的、快速充电的铝-钙基电池,该电池使用由NaCl-KCl-AlCl3组成的熔盐电解质。用高浓度的AlCl3配制,这些氯铝酸盐熔体含有catenated AlnCl3n+1-物种,例如Al2Cl7-Al3Cl10-Al4Cl13-,它们与Al-Cl-Al的联系使Al3+脱溶动力学变得简单,从而产生高的交换电流。进一步拓展到其他电池,Al-S电池的电池级成本预计将低于当前锂离子技术的六分之一。这种化学成分由地球上丰富的元素组成,这些元素可以通过道德方式获得,并在略高于水沸点的适度高温下运行,这种化学成分具有低成本、可充电、耐火、可回收电池的所有必要条件。
 2.多硫化镁在Mg-S电池中的关键作用
期刊名ACS Energy Letters
  • 文献题目The Key Role of Magnesium Polysulfides in the Development of Mg-S Batteries
  • 原文链接:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01970
  • 推荐理由:镁硫(Mg-S)电池由于其高理论容量和低活性材料成本而在过去十年中得到了研究。然而,要实现实用的Mg-S电池,仍有几个关键问题尚未解决。本文讨论了Mg-S电池与Li电池相比性能较差的原因。并展望强调了多硫化镁的独特性质以及由此产生的镁负极钝化问题,以促进Mg-S研究的进展。
 3.高能柔性Zn-S电池硫还原转化的双向铁原子催化剂
  • 期刊名:AFM
  • 文献题目Bidirectional Atomic Iron Catalysis of Sulfur Redox Conversion in High-Energy Flexible Zn-S Battery
  • 原文链接https://doi.org/10.1002/adfm.202210899
  • 推荐理由:为了充分实现高能Zn-S电化学的理论潜力,必须克服与硫正极相关的电池放电过程中的不完全和迟缓转换以及电池充电过程中的高重新激活能量障碍。在此,通过实验和理论预测,具有FeN4配位的原子分散的Fe位点是双向电催化剂,可以同时操纵硫的完全转化和最小化ZnS分解的能量障碍。研究发现,Fe位点有利于硫和可能的多硫化锌中间物的吸附,并确保放电过程中几乎完全的硫转化为ZnS。对于接下来的再充电过程,电沉积的ZnS可以很容易地被可逆地充回S,与纯碳基体相比,FeN4分子周围没有明显的活化过电位。正如预期的那样。更令人鼓舞的是,本文展示了一种具有高放电容量和稳定可逆性的灵活固态Zn-S电池。
  • 点评:还是把锂硫的催化剂转移到Zn-S上做的,他山之石,可以攻玉。如果测试容易的话,估计后期会出现NiN4,RuN4等催化剂。实际应用?拭目以待吧。
4.基于Ca-S系统的高容量钙原电池
  • 期刊名:Advanced Energy Materials
  • 文献题目A High Capacity Calcium Primary Cell Based on the Ca–S System
  • 原文链接https://doi.org/10.1002/aenm.201300160
  • 推荐理由:本文报道了史无前例的转化反应Ca-S电池。使用S渗透的中孔碳(缩写为S @ mesoC)阴极,我们在几何形状Ca | CaClO 42 / CH 3 CN | S @中实现了高达600 mAh g-1(以S为基础)的放电容量。
  • 点评:注意哦,这是一篇13年的文献,当年概念应该很新。感兴趣的读者可以下载研读。下载不了的可以后台私信我。
四、总结 整体来说,根据目前形势,除了锂钠钾外,Al-SMg-S发文量算多一些,Ca-S?好像除了13年那篇之后就很少见了,Zn-S目前慢慢大家也开始做。做Metal-S的你,做的是什么?你觉得哪种潜力更大?欢迎留言转发评论讨论。

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