V₂O₅表面原位生长金属有机框架衍生的Fe₃O₄锂硫电池正极材料

摘要

利用双过渡金属氧化物对正极材料进行改性，采用水热煅烧法制备了V₂O₅表面原位生长金属有机框架（MOF）衍生的Fe₃O₄复合材料（即V₂O₅/Fe₃O₄/C复合材料）,利用金属氧化物对多硫化锂的捕获催化机制，以及金属有机框架材料的框架结构和良好的导电性，解决锂硫电池正极材料存在的穿梭效应、体积膨胀等问题.探究了该复合正极材料的微观结构、表面形貌、化学键类型以及电化学性能.结果表明，将该复合材料应用于锂硫电池正极时，电池样品的电化学性能得到显著提升.在0.1 C的放电倍率下，电池首圈循环放电比容量达到984 mA·h/g;在0.5 C的放电倍率下，V₂O₅/Fe₃O₄/C复合材料作为正极的电池初始放电比容量为947.75 mA·h/g,持续循环充放电360圈后，放电比容量保持在630.07 mA·h/g,每圈放电比容量的衰减率仅为0.09%,平均放电效率达98.2%.

关键词

锂硫电池 / 正极材料 / 过渡金属氧化物 / 原位生长 / MOF