澳门赌博网

极端温度条件下锂硫电池研究

发布日期:2018-11-14     浏览次数:2677次    发布者:刘春英    

董全峰教授的研究小组在极端温度条件下的锂硫电池研究方面取得了重要进展。相关研究成果“在宽温度范围内增强对石墨烯负载BN纳米片上多硫化物的吸附,具有优异的Li-S电池性能”在国际学术期刊上发表。 ACS Nano(DOI:10.1021/acsnano.8b05534)。

作为新一代高比能量化学能源,锂硫电池受到了不断的关注。结合该系统的特殊性,研究团队对硫复合电极的“催化设计”和“结构设计”进行了系统研究(Chem.Mater。,2015,27,2048-2055; Energy Environ.Sci。, 2016年9月9日; ACS Nano,2017,11,6031-6039; ACS Nano,2017,11,11417-11424; J.Am.Chem.Soc。2017,139,3134-3138。)。

硫电极法涉及复杂的多电子反应,包括液相反应相和固相反应相。固相反应阶段提供电池的大部分容量,但固相中的反应动力学缓慢,因此其低温性能差。同时,由于高温下的“穿梭效应”,高温性能不令人满意。如何在高温和低温环境下保持优异的电化学性能是锂硫电池领域的主要挑战。

结合先前在“催化设计”和“结构设计”方面的进展,研究团队设计并合成了一种基于石墨烯/氮化硼复合材料的高性能硫复合电极,利用石墨烯和氮化物的高电子电导率。硼稳定多硫化物的能力和复合材料强烈的“增强吸附”效应大大提高了锂硫电池的高低温电化学性能。在高温环境下,复合材料可以更有效地吸附多硫化物,降低梭子效应,提高电池的循环稳定性;在低温环境下,它可以有效地催化锂硫电池的转化反应,减少电池的极化,提高电池容量。最后,锂硫电池的有效工作温度范围扩展到-40℃至70℃。

研究工作主要由2014年博士生邓定珍在董全峰教授和郑明森副教授的指导下完成。理论计算由袁玉明副教授完成。博士生薛飞,白成东和雷杰参加了一些工作。

该项工作获得了科技部重大基础研究计划(项目批准号:2015CB251102),国家自然科学基金(项目批准号:21673196,21621091,21703186,21773192)和基本专项资金。中央研究院商业研究(项目批准号:20720150042)20720150043)资助。

blob.png

链接到论文:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.8b05534

TR

TR