化工儀器網(wǎng)手機版
移動端訪問更便捷
今日焦點 Today's Focus
查看更多+-
就等你啦！“第三屆工業(yè)園區(qū)污水監(jiān)測方案線上會議”報名開啟
2025年8月19日14:00，化工儀器網(wǎng)特聯(lián)合哈希水質(zhì)[詳細]
青島能源所開發(fā)出雙碳雙活性物質(zhì)的新型鋰-硫（硒）電池體系
2021年08月31日 08:46:13
來源：中國科學院青島生物能源與過程 點擊量：6202
青島能源所先進儲能材料與技術研究組武建飛研究員多年來深耕鋰硫電池領域，針對鋰硫電池的本征缺陷提出了多種解決思路，并且取得了一系列的創(chuàng)新性研究成果。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近年來，隨著電動汽車的推廣和應用，當今社會對電化學儲能器件提出了新的要求和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的鋰離子電池受制于電極材料較低的理論容量，難以滿足高能量密度儲能系統(tǒng)的要求。基于多電子轉換反應的鋰硫電池具有相對超高的比能量，并且原料來源豐富、價格低廉、低毒無害，被認為是最具潛力的下一代高能量電池體系之一，成為當前電化學儲能領域的重要研究熱點和方向。
然而，鋰硫電池固有的自身缺陷嚴重阻礙了其持續(xù)的推廣及應用：一方面，由于硫單質(zhì)及還原產(chǎn)物多硫化合物(Li2S/Li2S2)的導電率低，導致鋰硫電池中活性物質(zhì)利用率低，倍率性能差；另一方面，在充放電過程中產(chǎn)生的可溶性多硫化合物，會導致“穿梭效應”的出現(xiàn)，極大的降低了電池的循環(huán)壽命。因此，開發(fā)具有高導電性，同時對“穿梭效應”具有較強弱化能力的正極材料，是獲取高性能鋰硫電池的關鍵技術所在。
青島能源所先進儲能材料與技術研究組武建飛研究員多年來深耕鋰硫電池領域，針對鋰硫電池的本征缺陷提出了多種解決思路，并且取得了一系列的創(chuàng)新性研究成果(Journal of Materials Chemistry A, 6 (2018), 23486-23494; Electrochimica Acta, 295 (2019), 684-692; ACS Applied Materials & Interfaces, 11 (2019), 15607-15615; Advanced Materials Interfaces, 2020, 2001698)。
業(yè)界在前期的研究發(fā)現(xiàn)，與硫同族的硒元素具有和硫類似的轉化反應機理，并且鋰硒電池的“穿梭效應”可以明顯得到抑制。但較為可惜的是，與鋰硫電池相比，鋰硒電池容量較低，無法滿足高比能電池的要求。針對這一問題，該研究組博士生楊澤文巧妙利用硫和硒的協(xié)同作用，通過彌補各自體系的“木桶短板”，成功設計開發(fā)了一種具有雙碳雙活性物質(zhì)的新型鋰-硫(硒)電池體系。
該體系以殼聚糖基衍生碳為基底，三維纏繞碳納米管構成雙碳的活性物質(zhì)載體，這可以有效提高三維碳載體骨架的導電性和結構穩(wěn)定性；另外，通過煅燒方式負載硫-硒復合物作為活性材料，最終獲得具有高容量、高循環(huán)穩(wěn)定性能的鋰硫(硒)電池正極材料。
研究結果表明，在0.5 C(1 C=1340 mA·g-1)電流密度下，電池經(jīng)過500次循環(huán)后仍然保持833.2 mAh·g-1的高比容量。此外，該工作還利用簡便有效的測試手段對此電池體系的充放電機理進行了探討，得出了硫-硒復合物作為活性物質(zhì)的反應機理為鋰硫和鋰硒電池基本反應步驟的組合。本工作為解決鋰硫電池的本征缺陷問題提供了新的參考思路；同時，也為硫族元素在鋰金屬電池中的研究和應用奠定了基礎。
本工作的相關研究成果最近以“Novel Lithium-Chalcogenide Batteries Combining S, Se and C Characteristics Supported by Chitosan-Derived Carbon Intertwined with CNTs”為題發(fā)表在國際著名期刊Chemical Engineering Journal上(Chemical Engineering Journal, 2022, 427, 131790。IF=13.273)。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
天津大學胡文彬教授、韓曉鵬教授團隊在超高能量密度二次電池材料與器件領域取得突破性進展，首創(chuàng)“離域化”電解液設計理念，研制出能量密度...2025-08-14 16:41:16
-
近日，市場監(jiān)管總局(國家標準委)批準發(fā)布《動力鋰電池運輸安全及多式聯(lián)運技術要求》(GB/T 45915—2025)國家標準，該標準...2025-08-14 09:45:59
-
鋰電池高效環(huán)?；厥招鹿に嚕嚎苫厥?2%以上的關鍵金屬 環(huán)保優(yōu)勢顯著
近日，美國伍斯特理工學院研究團隊開發(fā)出一種高效環(huán)保、可規(guī)?；瘧玫匿囯x子電池回收新工藝，為鋰電池回收開辟了新的路徑。2025-07-23 13:26:36 -
近期，由我國牽頭制定的硅基負極材料國際標準正式發(fā)布，有助于推動全球鋰離子電池行業(yè)的技術進步和產(chǎn)業(yè)升級。2025-07-18 10:36:01
-
近期，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院固體物理研究所研究員胡林華團隊在水系鋅離子電池凝膠電解質(zhì)研究方面取得新進展。研究人員采用了親鋅增...2025-06-25 10:50:56
-
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究人員研發(fā)出厚度僅為3微米的高穩(wěn)定性超薄聚合物膜材料，將全釩液流電池的工作電流密度提升至300...2025-06-23 11:42:52
版權與免責聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的，應在授權范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- ②本網(wǎng)轉載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權利。
