Angewandte Chemie: 固态电池中硫化铁纳米颗粒尺寸的影响

Bunnny

2021-06-16

二硫化铁已被认为是一种用于电化学储能的高能量、资源丰富且环保的材料。过渡金属硫化物的转化反应通常由于动力学缓慢、体积变化大和反应产物的绝缘特性而受到限制。通过改善反应动力学和降低Li⁺扩散路径、减小粒径，电池的可逆性和倍率能力可以得到改善。固态电池可以有效的缓解多硫化物的溶解问题，而硫化物固体电解质在接触高压插层电极时会发生氧化分解，FeS₂较低的氧化还原电位能更符合硫代磷酸盐极限的氧化稳定性。近日，德国明斯特大学Wolfgang Zeier研究员等人报道了具有各种尺寸分布的FeS₂纳米颗粒在固态电池中的性能。

文章要点

1）通过溶剂热法制备FeS₂纳米粒子，通过调整合成条件，合成了平均粒径在10 nm至35 nm之间的样品。在锂硫银锗矿固态电解质的电池中，虽然在初始放电中发现FeS₂的还原是不可逆的，但随后观察到还原物质的稳定循环。

2）确定了较小的颗粒尺寸对FeS₂利用率的有利影响，归因于更大的界面接触面积和缩短的 FeS₂颗粒内部的扩散路径。

参考文献

Georg F. Dewald, et al. Influence of Iron Sulfide Nanoparticle Sizes in Solid-State Batteries. Angew. Chem. 2021.

DOI: 10.1002/ange.202106018

https://doi.org/10.1002/ange.202106018