Um MOF Altamente Condutivo do Análogo de Grafeno Ni3(HITP)2 como um Hospedeiro de Enxofre para Baterias de Lítio‐Enxofre de Alto Desempenho

Resumo As baterias de lítio-enxofre (Li–S) têm sido consideradas como um dos sistemas de armazenamento de energia mais promissores devido à sua alta capacidade teórica e densidade de energia. No entanto, suas aplicações comerciais são obstruídas pela cinética de reação lenta e degradação rápida da capacidade, principalmente causadas pelo transporte de polissulfeto. Aqui, a primeira tentativa de utilizar uma estrutura metal-orgânica (MOF) altamente condutiva do análogo de grafeno Ni3(HITP)2 como material hospedeiro de enxofre para capturar e transformar polissulfetos para baterias Li–S de alto desempenho é apresentada. Além disso, o aditivo condutivo tradicional, negro de acetileno, é substituído por nanotubos de carbono para construir redes de condução de matriz com o objetivo de impulsionar a taxa e o desempenho ciclíco do cátodo ativo. Como resultado, o S@Ni3(HITP)2 com conteúdo de enxofre de 65,5% em peso apresenta excelente utilização de enxofre, desempenho de taxa e durabilidade cíclica. Ele fornece uma alta capacidade inicial de 1302,9 mAh g−1 e boa retenção de capacidade de 848,9 mAh g−1 após 100 ciclos a 0,2 C. Capacidades de descarga altamente reversíveis de 807,4 e 629,6 mAh g−1 são obtidas a 0,5 e 1 C por 150 e 300 ciclos, respectivamente. Esse tipo de MOFs primários com alta condutividade e abundantes sítios polares revela uma ampla perspectiva promissora para aplicação no campo de baterias Li–S de alto desempenho.