酸化ニッケルは、リチウム硫黄電池用の硫黄宿主材料としてハロイサイトナノチューブを装飾しました

高エネルギー密度のリチウム硫黄電池は、ポリスルフィド溶解、硫黄の大量の変化、長期サイクリングでの速い容量のフェージングなど、多くの課題に依然として直面しています。ここでは、自然に豊富な粘土物質であるハロイサイトが、LI-Sバッテリーのカソードに硫黄宿主材料として導入されています。酸化ニッケルナノ粒子は、水熱および焼成処理により、ハロイサイトナノチューブのポリスルフィドへの親和性を改善するために、熱水および焼成処理によりハロイサイトナノチューブ（NIO@Halloysite）に埋め込まれています。硫黄（S/NIO@Halloysite）を搭載したNIO@Halloysiteコンポジットは、Li-Sバッテリーのカソードとして採用されています。これは、管状ハロイサイト粒子の物理的閉じ込めとNIOの良好な化学吸着能力を組み合わせています。S/NIO@Halloysite電極は、0.1 Cで1205.47 MAH G-1の高放電容量を示します。さらに、サイクリング安定性が強化され、0.5 Cで450サイクル後に初期容量の約60％を保持します。

Lithium-sulfur batteries with high energy density still confront many challenges, such as polysulfide dissolution, the large volume change of sulfur, and fast capacity fading in long-term cycling. Herein, a naturally abundant clay material, halloysite, is introduced as a sulfur host material in the cathode of Li-S batteries. Nickel oxide nanoparticles are embedded into the halloysite nanotubes (NiO@Halloysite) by hydrothermal and calcination treatment to improve the affinity of halloysite nanotubes to polysulfides. The NiO@Halloysite composite loaded with sulfur (S/NiO@Halloysite) is employed as the cathode of Li-S batteries, which combines the physical confinements of tubular halloysite particles and good chemical adsorption ability of NiO. The S/NiO@Halloysite electrode exhibits a high discharge capacity of 1205.47 mAh g-1 at 0.1 C. In addition, it demonstrates enhanced cycling stability, retaining ≈60% of initial capacity after 450 cycles at 0.5 C. The synthesized NiO@Halloysite can provide a promising prospect and valuable insight into applying natural clay materials in Li-S batteries.