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中科院金属所

用棉花制成超高面容量锂硫电池正极

2016年06月14日08:23 |
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中国科学院金属研究所先进炭材料研究部以天然棉花为前驱体,经过高温碳化,制备出具有高导电性的三维空心碳纤维泡沫,最终获得硫的面密度最高可达21.2 mg cm-2的三维空心碳纤维泡沫硫正极。成果近日发表于《先进材料》。

据了解,锂硫电池被视为最有发展前景的下一代高能量电化学储能系统之一。然而基于多电子反应的锂硫电池在充放电过程中,会产生“穿梭效应”,造成不可逆容量损失,严重制约了锂硫电池的实用化进程。

新碳/硫复合电极可提供兼具短程和长程的多级导电网络,实现较高的硫利用率。研究同时提出了利用空心碳纤维泡沫对电解液超高的吸液率,使其在吸收电解液的同时,也将溶于电解液的多硫化物限制在正极区域,阻止了多硫化物向负极的扩散,从而有效抑制了“穿梭效应”,保证了良好的循环稳定性。这种复合电极在循环150次之后,可实现70%的容量保持率。

研究不仅展示了以天然物质为原料制备高导电性碳材料的方法,还提出了抑制锂硫电池“穿梭效应”的新思路,为开发高性能高面容量的锂硫电池开辟了新的途径。(记者丁佳)

来源:中国科学报

(责编:赵竹青、马丽)

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