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用棉花能制成超高面容量鋰硫電池正極

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年12月06日  

中國科學院金屬研究所先進炭材料研究部以天然棉花為前驅體,經過高溫碳化,制備出具有高導電性的三維空心碳纖維泡沫,最終獲得硫的面密度最高可達21.2mgcm-2的三維空心碳纖維泡沫硫正極。成果近日發表于《先進材料》。

據了解,鋰硫電池被視為最有發展前景的下一代高能量電化學儲能系統之一。然而基于多電子反應的鋰硫電池在充放電過程中,會產生“穿梭效應”,造成不可逆容量損失,嚴重制約了鋰硫電池的實用化進程。

新碳/硫復合電極可提供兼具短程和長程的多級導電網絡,實現較高的硫利用率。研究同時提出了利用空心碳纖維泡沫對電解液超高的吸液率,使其在吸收電解液的同時,也將溶于電解液的多硫化物限制在正極區域,阻止了多硫化物向負極的擴散,從而有效抑制了“穿梭效應”,保證了良好的循環穩定性。這種復合電極在循環150次之后,可實現70%的容量保持率。

研究不僅展示了以天然物質為原料制備高導電性碳材料的方法,還提出了抑制鋰硫電池“穿梭效應”的新思路,為開發高性能高面容量的鋰硫電池開辟了新的途徑。

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