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新型CNF复合材料可提高锂硫电池的性能

作者:admin来源: 未知时间:2020-04-16 14:58

    丰桥工业大学的研究人员发现,将通过使用静电组装方法开发的硫磺活性材料和碳纳米纤维(CNF)结合制成的阴极复合材料显示出与硫磺的理论容量相当的高放电容量,并且可以保持反复充放电循环后具有高容量。使用硫 -CNF 复合材料和 通过液相法合成的 电化学稳定的Li 2 S-P 2 S 5 -LiI固体电解质的 全固态锂硫电池 显示了更好的结果。
 

低成本硫碳复合材料


    为了制造高性能的全固态锂硫电池,需要将硫活性材料和碳材料适当地组合。常规地,通过机械混合,使用特殊有机溶剂的液体混合以及复杂的方法来合成硫-碳复合材料,其中将硫与具有高比表面积的多孔碳材料结合。但是,几乎没有报道说全固态锂硫电池的高容量几乎等于硫的理论容量和高循环稳定性。因此,研究人员致力于使用低成本,简单的静电吸附方法制备硫碳复合材料,该方法可以均匀地结合纳米材料。 证实了通过静电吸附法合成的硫-碳复合物上的硫以片状形式积聚在碳纳米纤维上。此外,研究人员制造了全固态锂硫电池,发现硫被充分用作活性材料。 另一个优点是可以以比常规方法更低的成本生产这种硫-碳复合材料。

静电吸附法


    在静电吸附方法中,通过使用聚电解质调节颗粒的表面电荷来静电吸附较大的母颗粒和较小的颗粒,以引起静电相互作用。 尽管已经报道了通过静电吸附设计多种陶瓷复合材料的方法,但是难以调节硫的表面电荷。 但是,我们的研究小组通过化学反应成功地调节了电荷,其中Na 2 S和S在离子交换水中反应形成水溶性Na 2 S 3 。 因此,本研究通过应用静电吸附的基本原理实现了一种新的化学过程。该方法是一种低成本且相对简单的制备硫-碳复合材料的方法,因此适合批量生产。 通过该方法将使用硫活性材料的全固态锂硫电池投入实际使用。 此外,预计电动汽车,家用和商用大型动力电池的能量密度将呈指数级提高。

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