δ-Bi2O3的原位热驱动径向异相演化能够调节p区Bi元素的6p轨道以及p带中心,从而增强硫的氧化还原反应性能

【字体: 时间:2025年10月27日 来源:Advanced Materials 26.8

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  锂硫电池商业化受限于LiPS shuttle效应、硫还原动力学慢及电导率低。通过木质素基碳纳米纤维热诱导调控Bi 6p轨道电子构型,形成δ-Bi2O3-OVS/Bi@CNFs异质结复合材料,氧空位抑制LiPS吸附并加速硫还原,制备出377Wh/kg能量密度、1.8Ah容量电池,成功应用于无人机。揭示了p区金属氧化物体内热诱导异质相梯度演变机制及轨道电子调制对硫还原反应的影响。

  

摘要

锂硫电池的商业化受到多种挑战的阻碍,包括锂多硫化物(LiPSs)的穿梭效应、硫的氧化还原反应动力学缓慢以及导电性差等问题。通过使用基于木质素的碳纳米纤维(CNFs),采用原位热诱导还原策略调节了

块Bi 6p轨道的电子构型。这种方法使得δ-Bi2O3发生径向梯度异相转变,从而形成了一种富含氧空位(OVS)的高密度异质结网络复合材料(δ-Bi2O3-OVS/Bi@CNFs),有效减缓了LiPSs的吸附过程并提高了硫氧化还原反应的动力学性能。基于这种复合材料,制备了一种高能量密度(377 Wh kg?1)的软包电池,其容量为1.8 Ah,并成功应用于无人机飞行中,证明了其在实际应用中的潜力。本研究阐明了原位热诱导的

块金属氧化物径向梯度异相演变的机制,以及6p轨道电子调制对硫氧化还原反应的影响。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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