作者:李娇娇; 王风彦; 马志鹏; 邵光杰 期刊:《燕山大学学报》 2019年第06期
与锂离子电池相比,锂硫电池具有较高的理论能量密度。然而,硫具有较差的电子导电性,以及充放电过程中体积膨胀和放电产物多硫化锂的“穿梭效应”,这将导致实际应用中电池的循环寿命很差。在本文中,利用溶剂插层剥离法将MoS 2体相材料剥离成超薄的纳米片。后续通过简单的真空抽滤法将高导电性的碳纳米管和超薄MoS 2纳米片的乙醇分散液依次修饰在商用聚丙烯隔膜上。电化学测试结果表明,使用CNT+MoS 2/PP隔膜的锂硫电池在1C下显示出了...
作者:郝言; 邓南平; 何本桥; 程博闻; 康卫民 期刊:《功能材料》 2019年第09期
随着化石能源的日渐枯竭、能源危机和环境问题的日益突出,开发环境友好的二次电池能源体系迫在眉睫。锂硫电池作为一种新型的储能电池,其理论比容量高达1 675 mAh/g,质量密度可达2 600 Wh/kg,且原材料来源广、成本低等优点,使得其有望代替锂离子电池成为下一想的能源电池。近年来,可穿戴电子设备、智能纺织品的出现,对储能电池提出了更高的要求-柔性,因此开发柔性锂硫电池已经成为研究热点。作为锂硫电池的重要组成部分,柔性正极材...
作者:刘艳艳; 严立京; 曾显清; 李泽珩; 周蜀东; 杜乔昆; 孟祥娟; 曾小敏; 凌敏; 孙铭浩; 钱超; 梁成都 期刊:《中南大学学报·社会科学版》 2019年第06期
穿梭效应、低导电性、巨大的体积膨胀是阻碍硫正极实际应用的主要原因。目前,解决上述问题最有效的措施是合理设计固硫碳材料结构,但是,碳基固硫材料的制备通常很复杂并且成本较高。因此,发展一种有效且低成本的方法来制备高能硫电极的碳基材料十分必要。在此,本文提出一种基于熔融盐法的生物衍生的氮掺杂多孔碳材料(BNPC)。BNPC有序的蜂窝结构有利于硫和固定多硫化物并且容纳循环过程中的体积膨胀,高度石墨化促进了硫正极氧化还原...
作者:陈东; 岳昕阳; 李璕琭; 吴晓京; 周永宁 期刊:《物理化学学报》 2019年第07期
锂硒电池因其高体积比容量(3253mAh·cm^-3),以及硒的高电导率(1×10^-3S·m^-1)等显著优点,在体积受限的储能系统中具有潜在的应用价值。引起了国内外研究学者的广泛关注。但是,目前锂硒电池的性能还不理想,仍然存在许多科学问题亟待解决,包括多硒化锂的穿梭效应,电解液的适配性,充放电过程中电极体积变化等。近年来,研究工作者针对这些关键科学问题开展了许多研究和探索,锂硒电池已成为储能领域的一个新的研究热点。本文综述了锂硒...
作者:樊潮江; 燕映霖; 陈利萍; 陈世煜; 蔺佳明; 杨蓉 期刊:《化学进展》 2019年第08期
锂硫电池(LSBs)由于单质硫正极具有超高能量密度(2600 Wh/kg)和超高理论比容量(1675 mAh/g),且环境友好、成本低廉,被认为是最有前景的储能体系之一。然而,硫正极的绝缘性和严重体积膨胀以及多硫化物(LiPSs)的"穿梭效应"等问题导致活性物质利用率低、循环稳定性差及电化学反应动力不足,严重阻碍了LSBs的商业化发展。最新研究表明,过渡金属硫化物作为载体或添加剂能够显著改善LSBs正极材料的电化学性能。本文从等效/共正极作用、导...
作者:王杰; 孙晓刚; 陈珑; 邱治文; 蔡满园; 李旭; 陈玮 期刊:《材料导报》 2018年第07期
为了抑制锂硫电池的穿梭效应,改善锂硫电池的电化学性能,尝试以二硫苏糖醇(DTT)为剪切剂,对高阶多硫化物进行剪切以阻止其溶解。将二硫苏糖醇(DTT)掺入多壁碳纳米管(MWCNTs)纸中,制得DTT夹层,将该DTT夹层置于锂硫扣式半电池正极片和隔膜之间,正极片的载硫面密度约为2 mg/cm 2。SEM观察结果证实DTT均匀分散在MWCNTs纸的表面和空隙中。电化学测试结果表明引入DTT夹层结构的锂硫电池在0.05C倍率首次放电比容量达到1 288 mAh/g,首次库...
作者:许庆凯; 田少康; 李陶然; 王志群; 李磊 期刊:《功能高分子学报》 2018年第05期
采用水热法合成片层状二硫化钼(MoS2),不添加黏结剂,通过简单真空抽滤将MoS2包覆在聚丙烯微孔隔膜(Celgard)上,从而提高锂硫电池的性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积孔隙度及化学吸附分析仪(BET)对MoS2进行了形貌和物性测试,使用电化学工作站和电池测试系统对锂硫电池进行电化学性能表征,研究了MoS2包覆隔膜对锂硫电池穿梭效应的抑制效果。结果表明:MoS2包覆Celgard隔膜通过吸附多硫化锂和阻挡多硫化锂的...
作者:常嵩; 怀永建; 支岩辉 期刊:《过程工程学报》 2018年第S1期
锂硫电池具有较高的能量密度,可在单兵电源、无人机和乘用车领域应用.锂硫电池以金属锂作为负极,使用时存在安全隐患.由于锂金属表面的不均匀性,循环过程容易生成锂枝晶,使电池内部发生短路,起火燃烧.锂硫电池的能量密度约为普通电池的3~5倍,在充放电过程中发热严重,电池本身过热容易引发电池热失控,造成起火甚至爆炸.使用功能性隔膜可以抑制电池内部短路和热失控的发生,提升锂硫电池的安全性能,可一定程度上削弱循环过程中的飞梭...
作者:黄雅盼; 孙晓刚; 王杰; 李旭; 陈玮; 魏成成; 胡浩; 梁国东 期刊:《复合材料学报》 2019年第05期
为了抑制锂硫电池的“穿梭效应”,改善锂硫电池的电化学性能。正极片掺杂羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH),利用亲水性羟基官能团对多硫化物的吸附作用,阻止多硫化物的扩散,增加有效物质的利用率,抑制穿梭效应的产生,提高锂硫电池的容量和循环性能。利用TEM、SEM和EDS等进行结构和性能表征。电化学测试结果表明,掺杂MWCNTs-OH的锂硫电池,放电容量明显提高。在0.1C倍率,首次放电比容量达到1 281mAh/g,首次库伦效率接近96.7%,循环10次...
作者:王杰; 孙晓刚; 陈珑; 邱治文; 蔡满园; 李旭; 陈玮 期刊:《化工进展》 2018年第03期
以多壁碳纳米管(MWCNTs)薄膜作为锂硫电池正极片与隔膜之间的夹层,可抑制多硫化物的溶解和扩散,阻止穿梭效应,减小活性物质的损失,提高锂硫电池的容量和循环性能。本文利用透射电子显微镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等进行结构和性能的表征。电化学测试结果表明,含MWCNTs夹层的锂硫电池在0.2C倍率首次放电比容量达到1352m A·h/g,首次库仑效率接近100%,循环20次后比容量还保持在1028m A·h/g。在1C、2C和5C倍率下充放电,电池比容量分...
作者:袁华栋; 罗剑敏; 金成滨; 盛欧微; 黄辉; 张文魁; 陶新永 期刊:《储能科学与技术》 2017年第03期
锂硫电池的理论能量密度为2600 W·h/kg,是常规锂离子二次电池的3~5倍,是目前最有可能产业化的下一代二次电池技术之一,因此近年来引起了研究人员的广泛关注。然而单质硫与Li2S的低电导率、充放电过程中单质硫的体积膨胀、电化学反应中间产物多硫化锂的“穿梭效应”及最终放电产物的不可控沉积等问题降低了活性物质的利用率和电池的循环寿命,严重阻碍了锂硫电池的商业化进程。在锂硫电池正极材料的改性方法中,将单质硫与表、界面修...
作者:李宛飞; 刘美男; 王健; 张跃钢 期刊:《物理化学学报》 2017年第01期
自从我们课题组在2011年首次报道化学改性碳用于锂硫电池以来,其在锂硫电池中的应用便引起了人们的广泛关注。与传统碳质材料相比,化学改性碳在抑制多硫离子的溶解和扩散,实现锂硫电池长循环寿命方面展现出了其独特的优势和前景,已成为当前锂硫电池领域研究的热点和前沿。本综述主要报道了本课题组在化学改性碳高效利用硫材料以及其与多硫离子的化学和物理吸附协同作用高效固硫方面所取得的研究进展,系统介绍了不同化学改性碳的结...
作者:闫崇; 李向南; 曹朝霞; 田栓宝; 尹艳红; 杨书廷 期刊:《复合材料学报》 2016年第10期
对荷叶进行多阶温度炭化得到前驱炭材料,将材料与科琴黑(KB)、聚四氟乙烯(PTFE)按照2∶2∶3的质量比球磨混合后真空抽滤制备一种锂硫电池中间层柔性材料,PTFE/KB-C复合材料的多孔结构能为高阶硫化物Li2Sn(4≤n≤8)的进一步还原提供较多的三相反应位点,并利用PTFE/KB-C复合材料良好的多层多孔化学吸附作用来抑制可溶性多硫化物的穿梭。该中间层在以纯硫材料为正极的锂硫电池电性能测试表征中,1.0C(电流密度1 675mA·g^-1)倍...