中科院大连化物所凝胶新材料应用于锂硫电池研究(《中国科学报》2019-04-30)

  来源:《中国科学报》

  发布时间:2019-04-30

  本报讯(记者刘万生 通讯员石浩东、侯晓城)近日,中科院大连化物所二维材料与能源器件创新吴忠帅研究员团队发展了一种三维石墨烯/纳米碳管多孔气凝胶材料,并将其应用于锂硫电池的硫单质载体和中间层一体化正极,获得高体积能量密度和优异循环稳定性的锂硫电池。相关研究成果发表于《纳米能源》。

  锂硫电池虽然质量密度较高,但体积能量密度普遍较低、循环性能较差,大大限制了其实际应用。因此,如何同时提高锂硫电池的质量和体积能量密度,并延长其循环寿命是目前锂硫电池应用研究的瓶颈之一。

  研究人员开发出一种三维石墨烯/碳纳米管多孔气凝胶材料,并同时将其应用于锂硫电池的硫单质载体和中间层,成功构筑出自支撑、无金属集流体的一体化正极材料。该一体化正极材料具有高的压实密度、优异导电性、良好的机械柔性,不仅实现了高的体积硫载量(1.64g/cm3),显著提高了锂硫电池的体积能量密度(1615Ah/L),而且有效抑制了多硫化物穿梭的效应。在大电流密度充放电条件下,电池表现出优异循环稳定性。

  这种硫单质载体和中间层一体化正极结构的设计策略为构建高体积能量密度、长循环寿命的锂硫电池提供了新思路。

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