网站升级中

锂硫电池研发取得进展 正极电荷高效传递

时间:2015-04-23 16:14来源:苏州纳米技术与纳米仿生研究所 作者:zh
点击: 次

随着社会和科技的发展，人类对电化学储能技术的需求日益增大，研究人员都在寻找具有更高比能量的下一代二次电池。锂硫电池以硫为正极活性物质，基于硫与锂之间的可逆电化学反应来实现能量储存和释放，其理论比能量可达2600 Wh/kg，是目前锂离子电池的3-5倍，有望被应用于动力电池、便携式电子产品等领域。

锂硫电池领域重要科学与技术难题之一是单质硫及其放电产物 Li2S2，Li2S 是典型的电子和离子绝缘体。因此正极内部的电荷传递受阻，导致硫利用率低下，无法发挥其高理论比容量的优势；同时传荷效率低下也影响了电池的倍率性能等动力学性能的提升。

近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员陈立桅课题组在理解锂硫正极电荷传递过程的特性，促进正极内部的电荷高效传递的研究中取得了新进展。

研究人员从基础研究入手，聚焦于硫材料的纳米尺寸效应，制备了粒径尺寸小于50nm的硫颗粒，并利用导电聚合物PEDOT包覆硫颗粒以期实现高比容量且高循环稳定性的锂硫电池（图1）。研究表明，通过硫材料的纳米化可以显著提升正极内部电荷传递效率，实现较高的放电比容量。此工作发表于Sci.Rep.，2013，3，1910。在此工作的基础上，研究人员进一步精确控制硫粒子尺寸，利用硫-胺法（Chem. Commun.， 2014，50，1202）合成制备了不同粒径的硫纳米颗粒。通过研究硫材料在不同尺度下的传荷特性，理解其与放电比容量、能量密度、动力学性能等电池性能的关系（图2）。研究表明随颗粒尺寸的减小，电荷传输距离随之减小，硫材料的利用率及动力学特性随之得到显著提升。研究人员探索了利用尺寸调控使硫正极行为趋近或实现硫材料的理论比容量的方法。研究表明当硫颗粒尺寸减小至约5nm范围并在较低电流密度下充放电时，硫正极可以克服传荷瓶颈，实现高达1672 mAh/g的理论放电比容量值。此工作对通过合理的电极设计以实现锂硫电池正极高效的电荷传递具有指导意义。近日发表于Nano Lett. 2015，15，798。

在进行基础研究的同时，课题组研究人员还试制了软包锂硫电池，努力推动该技术的实际应用和工程化研发（图3）。在中科院战略性先导科技专项“变革性纳米制造产业技术聚焦”项目“长续航动力锂电池”的支持下，软包锂硫电池的性能指标分别能达到能量密度高于400 Wh/Kg，循环次数高于50次。

该系列工作得到国家自然科学基金、中国科学院先导专项以及苏州纳米所的经费资助与研发条件支持。

(责任编辑：admin)
文章标签：
作者：zh ，如若转载，请注明出处：http://m.propertyspy.cn/a/zixunzhongxin/kejiqianyan/2015/0423/6769.html
看完这篇还不够？如果你也也是同行业需要发布您的新闻报道，请 戳这里 告诉我们！
免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢

  • 商用无人机用新型锂电池问世

    NEC Energy Devices公司日前宣布，其开发出了用于商用无人机的锂离子二次电池的原型，并计划推出产品。据介绍，与使用无人机中常见的锂聚合物二次电池相比，使用新开发的电池能够使可飞行次数达到前者的两倍以上。 NEC此次新开发了比单位重量的电力容量更大的
    2017-01-20 16:55
    		•

  • 如何防止锂电池爆炸 斯坦福科学家出新招

    近日，一项在线发表于《科学进步》杂志的新研究显示：一种静电纺丝材料制成的核壳结构的分离器，其聚合物壳在高温下会发生溶解，释放出阻燃材料，可以有效防止锂电池起火燃烧。 锂电池，如今广泛应用于消费类电子设备，例如智能手机、平板电脑、智能硬件等等
    2017-01-17 17:35
    		•

  • 分子灭火器能防电池爆炸

    你再也不用担心智能手机会爆炸了�？蒲Ъ乙丫杓瞥鲆恢秩然罨肿用鸹鹌�，能让锂电池更安全。 这类电池在人们日常生活中应用越来越广泛，涉及移动电话、笔记本电脑以及所有的电动汽车。虽然科学家在不断改进离子电池，但仍存在着火风险。近日，美国斯坦福大
    2017-01-16 10:42
    		•

  • 万钢:解决电动车里程问题不能只靠加电池

    1月14日在2017电动车百人会上，全国政协副主席、科技部部长万钢发表了长达1个小时的报告。他表示，中国新能源汽车保有量已达100万辆，占到世界的50%比重。 全国政协副主席、科技部部长万钢 众所周知，由于政策调整，2016年新能源汽车销量并未达到业界预期，但
    2017-01-16 09:56
    		•

  • 续航提高两倍 韩国光科院研发新型锂电池

    电池科技日新月异，电动车的行车距离也日益改善！韩国科学家发布最新款电动车，每次充电可行驶 300 公里之远，续航力是一般电动车款的两倍，储存电量更是 4 倍之多。 Business Korea 11 日报导，光州科学技术院（Gwangju Institute of Science and Technology
    2017-01-13 15:26
    		•

  • 行业者研发6年 太阳能“壁纸”现身CES 2017

    经过六年的研发，Sunflare成功推出以Capture 4技术所制造的CIGS薄膜太阳能板。这款产品不同于传统太阳能板以玻璃来封装的形式，改用轻
    2017-01-12 17:01
    		•

  • 石墨烯与3D打印如何颠覆锂离子电池行业?

    摘要： 在倍率性能测试中，发现LTO负极的倍率性能，要明显低于LFP正极的倍率性能，这主要是两个方面的原因造成的，首先LTO的电子电导率要低于LFP材料（6.1和31.6S／cm），其次LTO颗粒药明显大于LFP（200和50nm），这影响了Li+的扩撒和电荷交换。 石墨烯和3D
    2016-12-29 15:22
    		•

  • 改进型“锌离子电池” 电池性能大幅提升

    随着三星Note7手机爆炸事件的持续发酵，手机硬件安全问题也引起大众关注。为什么电动汽车、手机爆炸事件时有发生？因为锂离子电池由于其特性具有一定安全隐患。近日，南开大学化学学院博士研究生张宁针对水系锌离子电池设计出全新正极材料及电解液，使得锌离
    2016-12-07 10:48
    		•

  • 新发现：新型太阳能电池/织物/滴电流

    千万别错过，上周，在无尘室和纳米技术界又有了一些新发现。第一版使用新型涂层的钙钛矿太阳能电池的转化效率已经超过了20%的效率化，可以与许多商业太阳能电池齐头并进了。这款电池构造灵活且制作简单，可以产生超过半伏的电力。太阳能电池是由廉价且日益流
    2016-12-06 17:21
    		•

  • 开新能源车 不要虐电池

    如今，新能源电动汽车越来越受到人们的关注。与传统汽车相比，在使用新能源电动汽车时，四个细节需要特别注意。 不要急加速急减速 新能源电动汽车提速快，在起步、上坡时，瞬间大电流放电会对动力电池单体电芯造成影响。高温天气急加速、急减速，容易引起电池
    2016-08-08 14:41
    		•
专题
相关新闻

  • 商用无人机用新型锂电池问世

    NEC Energy Devices公司日前宣布，其开发出了用于商用无人机的锂离子二次电池的原型，并计划推出产品。据介绍，与使用无人机中常见的锂聚合物二次电池相比，使用新开发的电池能够使可飞行次数达到前者的两倍以上。 NEC此次新开发了比单位重量的电力容量更大的
    2017-01-20 16:55

  • 如何防止锂电池爆炸 斯坦福科学家出新招

    近日，一项在线发表于《科学进步》杂志的新研究显示：一种静电纺丝材料制成的核壳结构的分离器，其聚合物壳在高温下会发生溶解，释放出阻燃材料，可以有效防止锂电池起火燃烧。 锂电池，如今广泛应用于消费类电子设备，例如智能手机、平板电脑、智能硬件等等
    2017-01-17 17:35

  • 分子灭火器能防电池爆炸

    你再也不用担心智能手机会爆炸了�？蒲Ъ乙丫杓瞥鲆恢秩然罨肿用鸹鹌鳎苋蔑绯馗踩�。 这类电池在人们日常生活中应用越来越广泛，涉及移动电话、笔记本电脑以及所有的电动汽车。虽然科学家在不断改进离子电池，但仍存在着火风险。近日，美国斯坦福大
    2017-01-16 10:42

  • 万钢:解决电动车里程问题不能只靠加电池

    1月14日在2017电动车百人会上，全国政协副主席、科技部部长万钢发表了长达1个小时的报告。他表示，中国新能源汽车保有量已达100万辆，占到世界的50%比重。 全国政协副主席、科技部部长万钢 众所周知，由于政策调整，2016年新能源汽车销量并未达到业界预期，但
    2017-01-16 09:56

  • 续航提高两倍 韩国光科院研发新型锂电池

    电池科技日新月异，电动车的行车距离也日益改善！韩国科学家发布最新款电动车，每次充电可行驶 300 公里之远，续航力是一般电动车款的两倍，储存电量更是 4 倍之多。 Business Korea 11 日报导，光州科学技术院（Gwangju Institute of Science and Technology
    2017-01-13 15:26

  • 行业者研发6年 太阳能“壁纸”现身CES 2017

    经过六年的研发，Sunflare成功推出以Capture 4技术所制造的CIGS薄膜太阳能板。这款产品不同于传统太阳能板以玻璃来封装的形式，改用轻
    2017-01-12 17:01

  • 石墨烯与3D打印如何颠覆锂离子电池行业?

    摘要： 在倍率性能测试中，发现LTO负极的倍率性能，要明显低于LFP正极的倍率性能，这主要是两个方面的原因造成的，首先LTO的电子电导率要低于LFP材料（6.1和31.6S／cm），其次LTO颗粒药明显大于LFP（200和50nm），这影响了Li+的扩撒和电荷交换。 石墨烯和3D
    2016-12-29 15:22

  • 改进型“锌离子电池” 电池性能大幅提升

    随着三星Note7手机爆炸事件的持续发酵，手机硬件安全问题也引起大众关注。为什么电动汽车、手机爆炸事件时有发生？因为锂离子电池由于其特性具有一定安全隐患。近日，南开大学化学学院博士研究生张宁针对水系锌离子电池设计出全新正极材料及电解液，使得锌离
    2016-12-07 10:48
本月热点
欢迎投稿
联系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
发送邮件时用@替换#
电话：010-53100736
在线投稿
企业微信号
微信公众号