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云顶集团最新网站钟美娥副教授团队在《Energy Storage Materials》发表最新研究成果(组图)

时间:2021/10/13 10:47:00  来源:   作者:   点击:
 化材学院 钟美娥,孙静纯近日,云顶集团最新网站钟美娥副教授与河南大学肖助兵教授合作在成本和能量密度双重优势锂硫电池方面取得新进展,在国际权威期刊《Energy Storage Materials》(IF:17.789上发表题为“A Cost-and Energy Density-Competitive Lithium-Sulfur Battery”的文章。该研究得到国家自然科学基金(51703061,21808053)、湖南省自然科学基金(2018JJ3214)等资助支持。

 

锂硫电池作为一种极具发展前景的二次电池备受关注,实现其高能量密度、低成本制备成为当下的重要挑战和研究热点。将硫与多孔碳复合用作锂硫电池正极材料,既可提供良好的电子导电和离子导电性,同时又可以抑制多硫化物(LiPs)的扩散,被认为是一类极具潜力的改性方法。但其蓬松的堆积结构和较大的电极孔隙率(ε,通常为0.5-0.7),需要使用大量的电解液才能保证较高的离子电导率,导致锂硫电池的实际能量密度偏低。

另外,为了凸显其远高于商业化锂离子电池的优势,所制锂硫电池应该兼具成本和能量密度优势(即成本≤$100 (kWh)-1 EgEv分别为400 Wh L-1 400 Wh kg-1)。

 

1 (a) Mn-NOPC材料和致密自支撑Mn-NOPC/S正极材料的制备流程图. (b) 热干燥过程中Mn-NOPC/S正极材料自致密示意图.

基于上述问题,该研究围绕“高能量密度、低成本”碳/硫复合材料制备这一目标,受“水沸腾可引起强对流现象”的启发,开发了一类生物质衍生的致密、超浸润自支撑碳/硫复合材料(孔隙率仅为0.4),实现了低成本、高重量/体积能量密度Li-S电池的合成。

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