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科学家将一种超薄超轻的表面复合膜刷涂到硫电

【中国德富塑料网塑胶网、塑化网络资讯:与现有的锂离子电池相比,以单质硫为正极,金属锂为负极的锂硫电池具有更高的能量密度、更低的原料成本、更好的环境亲和性。但受限于循环寿命太短,锂硫电池尚不能在大规模储能和电动汽车领域得到实际应用。近日《美国科学院学报》在线发表文章称,科学家将一种超薄超轻的表面复合膜刷涂到硫电极的表面,从而使锂硫电池的使用寿命显著提高。

科技世界网     发布时间:2017-08-25    虽然近几年锂硫电池领域已取得了很大进展,但锂硫电池仍面临一系列的问题,包括:活性材料硫的利用率低、循环稳定性差和库伦效率低等。为了解决这些问题,传统方法通常将硫与碳材料复合,然后将硫与碳的复合材料与导电剂混合涂覆到集流体上来作为锂硫电池的电极材料。 但是,集流体、粘结剂的添加会增加电极的重量并影响锂硫电池的电化学性能。另外,传统锂硫电池电极的力学性能相对较差,无法作为柔性锂硫电池的电极材料。 近期,南开大学牛志强研究团队结合原位复合和金属还原自组装的方法制备了自支撑柔性石墨烯/硫纳米复合薄膜,复合物薄膜中石墨烯具有连续的网络状结构,硫均匀分散在石墨烯的表面,石墨烯连续的网络状结构不仅为离子和电子传输提供了有效途径,还可以有效吸附多硫化物并抑制其溶解。 由于复合物薄膜具有高导电性、无需集流体,可直接作为锂硫电池的电极材料,而且复合物薄膜表现出了优异的充放电容量、循环稳定性及倍率性能。另外,石墨烯/硫纳米复合薄膜独特的结构使其具有优异的力学性能,在不同弯折情况下可以保持电学性能不变,因此,复合物薄膜可以作为柔性锂硫电池的电极材料。 这一研究为锂硫电池在柔性和可穿戴电子器件等相关领域的应用起到了积极的推进作用。

与现有的锂离子电池相比,以单质硫为正极,金属锂为负极的锂硫电池具有更高的能量密度、更低的原料成本、更好的环境亲和性。但受限于循环寿命太短,锂硫电池尚不能在大规模储能和电动汽车领域得到实际应用。近日《美国科学院学报》在线发表文章称,科学家将一种超薄超轻的表面复合膜刷涂到硫电极的表面,从而使锂硫电池的使用寿命显着提高。

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论文第一作者,现北京化工大学理学院教授刘文接受记者采访时表示,理论上锂硫电池能够实现3倍于现有锂离子电池的储能密度,缓解电动汽车的“里程焦虑”。然而,硫电极的充放电中间产物会溶解到电解质溶液中,造成硫的损失和副反应,导致锂硫电极在使用几周后就会失效。从上世纪60年代锂硫电池问世到现在,科学家一直致力于提高硫电极的稳定性。

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