国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

面向實用化的鋰硫電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年05月24日  

鋰硫電池被認為是極具發展前景的下一代電池體系,并成為高比能儲能器件領域的前沿研究熱點。

近年來隨著移動電子設備、電動汽車和智能電網的飛速發展,高能量密度電池體系的需求不斷加大。

鋰硫電池以單質硫或含硫化合物作為正極、金屬鋰作為負極,基于硫和鋰之間的多電子轉化反應實現能量儲存,其理論能量密度高達2600Whkg-1,是目前商業化鈷酸鋰/石墨電池理論能量密度的6倍以上(387Whkg-1)。同時,硫自然資源豐富、價格低廉且環境友好,有望進一步降低電池成本,符合電動汽車和大規模儲能領域對電池的要求。因此,鋰硫電池被認為是極具發展前景的下一代電池體系,并成為高比能儲能器件領域的前沿研究熱點。

由于硫的電導率低、充放電中間產物多硫化物易溶于電解液,充放電時體積變化較大,鋰硫電池正極通常面臨著活性物質利用率低、循環穩定性差、庫侖效率低等問題,嚴重制約了其大規模商業化應用。

提升硫正極導電性

“如何有效提升硫正極導電性,抑制多硫化物溶解并緩沖活性物質的體積變化,是發展高性能鋰硫電池并最終實現其實際應用的關鍵之一。”中國科學院金屬研究所研究員李峰向《中國科學報》介紹說:“由于碳材料具有導電性高、表面積大、孔結構豐富及結構多樣化等優點,可為硫電極構建高效且穩定的導電網絡,并對多硫化物起到良好的吸附和錨定作用,同時為硫的體積膨脹提供緩沖空間,從而有效提升活性物質利用率、電化學反應動力學和電極循環穩定性。”

為此,他們以碳質材料為基礎,圍繞硫正極存在的關鍵問題,從碳材料導電/限域網絡構建、界面調控和一體化電極結構設計出發,對硫正極結構進行設計優化,以提升硫的電化學活性,抑制多硫離子在電解液中的溶解與擴散,并緩沖硫在充放電過程中的體積變化,為高能量密度、長循環壽命鋰硫電池的設計提供科學依據。

“我們發現,與大直徑碳納米管相比,采用直徑較小的碳納米管,具有較高的電子傳導效率,能夠在實現較高硫含量條件下,保證電子/離子擴散路徑,從而提升硫利用率。”中科院金屬所方若翩博士介紹說,基于這個認識,利用具有互聯導電網絡結構的單壁碳納米管薄膜,他們實現了硫含量高達95wt%的硫/單壁碳納米管網絡結構復合電極,硫在復合電極中呈納米級均勻分布。通過簡單的層疊法,可實現8.63mAhcm-2的面容量,提升了電極的實用價值。

該研究團隊將棉花經過高溫碳化處理后獲得三維連通空心碳纖維泡沫,以此作為三維集流體,結合碳納米管和碳黑納米顆粒,為硫電極構建兼具短程和長程的多級導電網絡,實現了單位面積硫載量高達21.2mgcm-2的復合硫電極設計。三維集流體能在三維尺度上保證與活性物質良好的導電接觸,從而提升高硫載量時的活性物質利用率,實現了高達23.32mAhcm-2的面容量和較好的循環穩定性。“基于三維集流體對電解液的高吸附能力,我們提出了限域多硫化物的新機制:電極在吸附電解液的同時,也將溶解在電解液中的多硫化物吸附在正極區域,從而有效抑制了多硫化物的擴散,保證了電極良好的循環穩定性。”

一體化電極結構設計

除了正極材料和電解液方面的進展外,近期的研究表明鋰硫電池結構設計和改進也可以有效地抑制或消除穿梭效應。由于電池結構主要由正極、負極、隔膜組成,通過采用在正負極之間添加夾層的設計及隔膜改造可以有效地抑制多硫化物的擴散和負極鋰枝晶的生長,從而提高活性物質利用率及增加電池循環壽命。

采用高孔容石墨烯作為硫載體,部分氧化石墨烯作為間隔層,高導電石墨烯作為集流體,提出了全石墨烯基正極結構設計。高孔容石墨烯實現了電極材料80wt%的硫含量與電極5mgcm-2的硫載量。部分氧化石墨烯表面適量的含氧基團能有效吸附多硫化物,提升電極循環性能。高導電石墨烯集流體能提升電極活性物質與集流體的黏附力,同時其輕質的特點有助于電池整體能量密度的提升。通過三種石墨烯的協同作用,全石墨烯硫正極可實現高達90%的活性物質利用率與優異的循環穩定性。

“我們將通過原位或外原位表征技術,觀察不同硫含量和硫載量電極在充放電過程中的結構變化,及其對金屬鋰負極的影響,探索高硫載量電極在長循環下容量衰減和庫侖效率降低的機制,并從電解液優化、鋰負極保護等方面對電池整體進行改進,為進一步提升高硫載量電極的穩定性和反應可逆性提供指導。”李峰表示,未來他們將基于碳基一體化電極的設計思想,組裝鋰硫全電池并測試其電化學性能,探索實際應用。

相關產品

主站蜘蛛池模板: 久久久久久一区二区三区 | 中文字幕一区不卡 | 美女午夜视频 | 天堂在线v | 欧美三级自拍 | 国产一区精品在线观看 | 一区二区三区视频免费视 | 日本不卡一区 | 亚洲成人二区 | 2018天天干天天操 | 国产91亚洲精品 | 黄色高清网站 | 国产美女自慰在线观看 | 五月婷婷亚洲 | 人人爽av | 99re6热在线精品视频播放 | 美女激情网站 | 青青草手机视频 | 在线播放不卡 | 色婷婷久久久亚洲一区二区三区 | 欧美brazzers | 秋霞影院一区二区 | 天堂久久精品 | 99re在线播放 | 美女扒开粉嫩的尿囗给男生桶 | 激情五月婷婷网 | 一卡二卡三卡在线观看 | 亚洲综合资源 | 久久天天躁狠狠躁夜夜躁2014 | 少妇毛片视频 | 999热| 免费在线看a | 免费看v片 | 欧美极品一区二区三区 | 一区二区三区人妻 | 人人爽人人香蕉 | 在线免费观看高清视频 | 殴美一级片 | 久草免费在线视频 | 国产午夜免费 | 毛片毛片女人毛片毛片 | 青娱乐自拍视频 | 亚洲小视频在线观看 | 婷婷成人综合 | 国产性一乱一性一伧一色 | 香蕉在线观看 | 麻豆久久久午夜一区二区 | 美女十八毛片 | 麻豆成人在线观看 | 日本高清有码 | 日韩一区二区高清 | 免费看成人av | 日本网站免费 | 九九热精品在线观看 | 国产精品第七页 | 久久久精品一区 | 精品精品精品 | 红猫大本营在线观看的 | 午夜激情视频 | 娇妻被肉到高潮流白浆 | 九一国产在线观看 | 免费毛片一级 | 超碰免费97 | 天天干天天干 | 手机在线中文字幕 | 久久高潮视频 | 在线播放不卡 | 一级理论片| 亚州国产精品视频 | 精品人妻一区二区三区蜜桃视频 | 亚洲黄色影院 | 琪琪色网 | 99cao| 日本少妇色 | 极品久久久久久 | 99免费视频 | 不卡一区二区在线 | 欧美性猛交一区二区三区精品 | av性天堂网 | 国产又色又爽又高潮免费 | 午夜视频网站在线观看 | 国产片一区二区 | 日本三级吃奶头添泬无码苍井空 | 国产成人精品网 | 香蕉视频网站 | 一级片aaa | 国产激情在线视频 | 成人高潮视频 | 日韩啪啪片 | 久久久久久久久久成人 | 国产精品视频久久久久久久 | 亚洲综合自拍 | 久久精品这里 | 亚洲男人的天堂网站 | 5个黑人躁我一个视频 | 性欧美18一19内谢 | 天干夜夜爽爽日日日日 | 特大黑人巨交吊性xxxx视频 | 国产视频一区二区三 |