随着社会和科技的发展,人类对电化学储能技术的市场需求日益减小,研究人员都在找寻具备更高比能量的下一代二次电池。锂硫电池以硫为负极活性物质,基于硫与锂之间的共轭电化学反应来构建能量储存和获释,其理论比能量平均2600Wh/kg,是目前锂离子电池的3-5倍,未来将会被应用于动力电池、便携式电子产品等领域。 锂硫电池领域最重要科学与技术难题之一是单质硫及其静电产物Li2S2,Li2S是典型的电子和离子绝缘体。
因此负极内部的电荷传送阻碍,造成硫利用率低落,无法充分发挥其低理论比容量的优势;同时传荷效率低落也影响了电池的倍率性能等动力学性能的提高。 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解读锂硫负极电荷传送过程的特性,增进负极内部的电荷高效传送的研究中获得了新进展。 研究人员从基础研究应从,探讨于硫材料的纳米尺寸效应,制取了粒径尺寸大于50nm的硫颗粒,并利用导电聚合物PEDOT外壳硫颗粒以期构建高比容量且低循环稳定性的锂硫电池(图1)。
研究指出,通过硫材料的纳米化可以明显提高负极内部电荷传送效率,构建较高的静电比容量。此工作公开发表于Sci.Rep.,2013,3,1910。
在此工作的基础上,研究人员更进一步准确掌控硫粒子尺寸,利用硫-胺法(Chem.Commun.。
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