鋰硫
- 廈門大學(xué)發(fā)現(xiàn)鋰硫電池反應(yīng)新機(jī)制
電子顯微系統(tǒng)，對鋰硫電池界面反應(yīng)過程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)鋰硫電池電荷儲存聚集反應(yīng)新機(jī)制。鋰硫電池具有極高的能量密度和更低的成本，然而受限于傳統(tǒng)原位表征工具的時空分辨率局限和鋰硫體系不穩(wěn)定性等挑戰(zhàn)，當(dāng)前仍然缺少原子/納米尺度上對鋰硫電池界面反應(yīng)的理解。為此，廈門大學(xué)團(tuán)隊(duì)建立了高時空分辨電化學(xué)原位液相透射電鏡技術(shù)，耦合真實(shí)電解液環(huán)境和外加電場，實(shí)現(xiàn)了對鋰硫電池界面反應(yīng)原子尺度動態(tài)實(shí)時觀測和研究，發(fā)現(xiàn)在鋰硫電池中存在著獨(dú)特的界面反應(yīng)機(jī)制和鋰硫電池全新的界面反應(yīng)過程。未
浙江化工 2023年10期2023-12-18
- rGO-S-CPEs復(fù)合正極的制備及其全固態(tài)鋰硫電池的電化學(xué)性能
電解液制備全固態(tài)鋰硫電池，從原理上可以緩解液態(tài)鋰硫電池在充放電過程中所存在的穿梭效應(yīng)[1-3]。全固態(tài)硫電池由于其超高的理論容量和能量密度以及高安全性、環(huán)保及低成本等優(yōu)點(diǎn)，成為了極具發(fā)展前景的下一代二次儲能電池[4-6]。但是由于固體電解質(zhì)與電極之間較差的物理接觸(固/固)以及硫固有的絕緣性，造成了界面之間較大的電荷轉(zhuǎn)移阻抗以及正極材料中較差電子/離子傳輸[7-8]。通常采用高導(dǎo)電性的碳材料如介孔碳[9]、多孔石墨烯[10]、碳納米管[11]等材料作為活性
電源技術(shù) 2023年10期2023-11-03
- 功能化氧化石墨烯作為鋰硫電池正極硫載體的性能研究
510006）鋰硫電池(LSBs)具有高的理論能量密度(2600 Wh/kg)和理論比容量(1675 mAh/g)，是有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的儲能器件之一。因此，受到了各界的廣泛關(guān)注[1-2]。然而，因硫的不導(dǎo)電性，鋰硫電池在充放電過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物多硫化鋰(Li2Sn，2≤n≤8)引起的穿梭效應(yīng)，造成大量電解液的損失，以及硫的活性物質(zhì)不可逆流失，這是直接導(dǎo)致鋰硫電池比容量衰減快、實(shí)際能量密度低、循環(huán)壽命短的主要原因[3]。于是，Wang等[4]通過設(shè)計可
儲能科學(xué)與技術(shù) 2023年4期2023-05-15
- 層狀六邊形Co1-xS修飾氮摻雜碳納米管用于鋰硫電池的硫載體
王相文(德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院糧食工程系，德州253034)Currently,with the depletion of conventional fossil energy and the explosion of environmental pollution issues,clean and renewable energy sources are urgently exploited,including solar and biomass,and so
無機(jī)化學(xué)學(xué)報 2022年10期2022-10-10
- 鋰硫電池回顧與最新發(fā)展
提供原材料供給。鋰硫電池?zé)o記憶效應(yīng)，可保障能量持續(xù)穩(wěn)定輸出可用于航空航天和軍事等領(lǐng)域[2]。鋰硫電池最初由Danuta 在1960 年提出[3]，之后眾多科研團(tuán)隊(duì)篩選了如二甲亞砜（DMSO）、四氫呋喃（THF）、1,3-二氧戊環(huán)（DOL）等電解液，直到2002 年通過碳負(fù)載硫，鋰硫二次電池制備技術(shù)才有所進(jìn)展。Nazar 等[4]采用有序納米結(jié)構(gòu)介孔碳包覆硫。納米材料可以增強(qiáng)鋰硫電池電子導(dǎo)電率和離子導(dǎo)電率，減少電荷載流子特征擴(kuò)散長度，從而降低動力學(xué)勢壘。經(jīng)過
航空材料學(xué)報 2022年5期2022-10-06
- 鋰硫電池中催化材料的作用及多硫化物的溶解現(xiàn)象分析
問題的鑰匙。發(fā)展鋰硫電池技術(shù)具有積極意義和較好的商業(yè)前景。1 鋰硫電池性能良好但發(fā)展速度緩慢在諸多化學(xué)電源中，鋰離子電池由于其安全性好、儲能容量較高、循環(huán)壽命適中、研究較為成熟，被廣泛應(yīng)用于電動汽車、便攜式電子設(shè)備、航空航天、特種電源等各行各業(yè)。但是基于石墨負(fù)極和層狀氧化物正極的鋰離子電池的實(shí)際容量已經(jīng)接近其理論容量，能量密度提升空間有限，難以滿足飛速增長的儲能電池能量密度增加的需求。而依托于高容量硫正極(理論比容量1 673 mAh/g)和鋰金屬負(fù)極(理
化工管理 2022年23期2022-08-26
- 雙層隔膜對鋰硫電池性能的影響研究
330096)鋰硫電池采用硫作為正極反應(yīng)材料，硫的理論放電比容量是1 675 mAh/g，鋰硫電池的理論比能量是2 600 Wh/kg[1]，硫的價格低廉，且對環(huán)境友好[2]，這使得鋰硫電池具有廣闊的發(fā)展前景[3]。鋰硫電池也存在一些問題，硫電極的實(shí)際放電比容量不高且鋰硫電池的循環(huán)放電穩(wěn)定性較低[4]。這是由以下幾方面原因造成的：首先，硫是電子和離子絕緣體，硫在25 ℃的電導(dǎo)率為5×10-30S/cm[5]，低電導(dǎo)率造成聚集態(tài)硫不易傳導(dǎo)電荷、難以完全反應(yīng)
電源技術(shù) 2022年8期2022-08-23
- 電壓敏感性聚三苯胺修飾隔膜用于鋰硫電池過充保護(hù)
的研究重點(diǎn)之一。鋰硫電池以其高的理論比能量(可達(dá)2600 Wh·kg-1)及廉價易獲取的屬性受到了越來越多的關(guān)注12-19。然而，對于實(shí)用化電池體系而言，除了高能量密度的要求之外，可靠的安全性也必不可少，鋰硫電池在安全性方面的固有缺陷阻礙了其進(jìn)一步的發(fā)展和商業(yè)化應(yīng)用。過充是一種常見的電池安全隱患，過充時，充電電流會施加到已經(jīng)充滿的電池上，使得電池電位急劇升高20。對于鋰硫電池而言，過充可能會導(dǎo)致鋰枝晶快速生長，擊穿隔膜，引起電池內(nèi)部短路，發(fā)生氣體逸出，進(jìn)而
物理化學(xué)學(xué)報 2022年6期2022-08-10
- 專利視域下全球鋰硫電池技術(shù)競爭態(tài)勢分析
430071）鋰硫電池具有能量密度高、成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是極具潛力的下一代高能量密度儲能設(shè)備。硫正極具有1675 mA·h/g-1的高理論比容量，以及2600 W·h/kg-1的高理論比能量，近乎是現(xiàn)有鋰電池的5 倍[1-3]。鋰硫電池正極為硫元素(S)、負(fù)極為金屬鋰(Li)，這兩種元素儲量較為豐富，使得鋰硫電池具有較好的經(jīng)濟(jì)性[4-5]。隨著當(dāng)前電動汽車、移動電子設(shè)備、軌道交通、深海探測、空間技術(shù)、航空航天和智能電網(wǎng)等新興領(lǐng)域的不斷發(fā)展，鋰
儲能科學(xué)與技術(shù) 2022年5期2022-05-10
- 鋰硫電池的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
，金屬鋰為負(fù)極的鋰硫電池，是一個具有高理論比容量和能量密度的新的二次電池體系，其能量密度比鋰離子電池高，加上單質(zhì)硫在地球上儲量豐富、價格低廉、對環(huán)境友好等特點(diǎn)被認(rèn)為是最有希望取代鋰離子電池的儲能體系。本文就鋰硫電池的簡介、研究瓶頸、電池正極、負(fù)極以及電解質(zhì)現(xiàn)狀展開闡述。圖1 不同形式的電化學(xué)儲能體系的能量密度圖[3]1 鋰硫電池簡介1.1 鋰硫電池的工作原理鋰硫電池工作原理如圖2 所示[4]。負(fù)極金屬鋰被氧化釋放出鋰離子和電子，同時與電解液接觸面會形成保護(hù)
電源技術(shù) 2022年3期2022-03-30
- 用于智能化設(shè)備的高能量柔性鋰硫電池開拓者
——“星火”
發(fā)的柔性電池屬于鋰硫電池，目前實(shí)驗(yàn)室級生產(chǎn)的柔性軟包電池可實(shí)現(xiàn)200～3 000 mAh的比容量，可充電柔性電池的比能量為300～400 Wh/kg。在保持柔性的基礎(chǔ)上，有助于電池所配適的產(chǎn)品輕量化、小型化；可根據(jù)設(shè)備提供空間任意改變形狀，并且具有通用電極的特點(diǎn)，讓鋰硫電池的廣泛配適成為可能。傳統(tǒng)的鋰離子電池難以滿足可穿戴、便攜式醫(yī)療器械等電子設(shè)備對輕便、可折疊和高效的儲能器件的性能要求，而本產(chǎn)品能夠有效解決這一問題。2 技術(shù)原理本團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高能量柔性鋰硫
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2022年1期2022-01-19
- 共價有機(jī)框架在鋰硫電池中的應(yīng)用
眉睫[1-3]。鋰硫電池是以硫單質(zhì)為正極、金屬鋰為負(fù)極的一種電池體系，由于硫在地殼中儲量豐富，價格低廉、環(huán)境友好，且鋰硫電池具有高的理論比容量(1675 mAh·g-1)和能量密度(2600 Wh·kg-1)，因此被譽(yù)為最有前途的二次電池候選者之一[4-8]。鋰硫電池的工作過程是基于多步反應(yīng)的工作原理[9, 10]，在放電過程發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)大致可以分為3個階段：第一階段，單質(zhì)硫分子(S8)得到電子，生成長鏈的可溶于醚類電解液的帶負(fù)電的Sx2-(4≤x≤8
中國材料進(jìn)展 2021年9期2021-11-22
- 鋰硫電池的正極與負(fù)極研究進(jìn)展
上的應(yīng)用[2]。鋰硫電池因?yàn)槠漭^高的理論能量密度和理論比容量而在近些年被廣泛研究。鋰硫電池的理論比容量為1 675mAh /g，理論能量密度為2 600Wh kg-1，遠(yuǎn)高于鋰離子電池。鋰硫電池是由鋰負(fù)極和硫正極組成，通過S-S鍵的斷裂-重組來實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)變[3]。盡管鋰硫電池能量密度高，硫正極材料價格低廉且環(huán)境友好，然而仍然有很有因素限制了鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用[4]。1）硫正極在放電過程中生成可溶性多硫化物L(fēng)i2Sn（32）硫和硫化鋰的密度分別
化工設(shè)計通訊 2021年7期2021-07-28
- 鋰硫電池中的催化作用:材料與表征
模應(yīng)用的關(guān)鍵. 鋰硫電池是以硫作為正極活性物質(zhì)，鋰金屬作為負(fù)極的新型二次電池，具有理論能量密度高、成本低廉及安全性高等優(yōu)點(diǎn)，是極具應(yīng)用潛力的后鋰離子電池技術(shù)［1～5］. 然而，受到正極溶解-沉積儲能機(jī)制的影響，鋰硫電池自身具有一定性能缺陷，如硫及其放電產(chǎn)物（Li2S）電導(dǎo)率低、電化學(xué)反應(yīng)勢壘大、活性物質(zhì)體積變化等. 其中，多硫化物L(fēng)i2Sn的穿梭效應(yīng)被認(rèn)為是限制鋰硫電池性能提升的最大瓶頸. 所謂穿梭效應(yīng)，即由于放電中間產(chǎn)物多硫化鋰Li2Sn（4≤n≤8）易
高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報 2021年5期2021-05-17
- 專利名稱: 一種鋰硫電池的非晶相三硫化鉬正極材料及制備方法
司本發(fā)明提出一種鋰硫電池的非晶相三硫化鉬正極材料及制備方法。將四硫代鉬酸銨加入去離子水溶液，調(diào)節(jié)PH至酸性，使用多孔碳球進(jìn)行吸附并蒸干溶劑，將吸附后的碳球在氫氣/氬氣混合氣氛中煅燒，煅燒之后進(jìn)行退火，獲得碳包覆的非晶相三硫化鉬正極材料。本發(fā)明通過多孔中空碳球吸附硫代鉬酸根離子后高溫煅燒，內(nèi)部的硫代鉬酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷嗟娜蚧f，非晶相的三硫化鉬在與鋰離子復(fù)合過程中，S-S鍵斷裂形成短鏈低硫化物與鋰復(fù)合，不易溶解于電解液中，從而降低硫化物的穿梭，克服現(xiàn)有鋰硫電
中國鉬業(yè) 2021年4期2021-04-04
- 基于機(jī)械仿真和測試的高比能量鋰硫電池模組開發(fā)
池電化學(xué)體系中，鋰硫電池在能量密度和成本方面具有明顯的優(yōu)勢[10,12]。鋰硫電池是以單質(zhì)硫?yàn)檎龢O，鋰金屬單質(zhì)為負(fù)極，硫的市場價格為0.26～0.28萬元/噸，成本低廉，其理論能量密度高(2567 W·h/kg)[13-14]，硫元素與過渡金屬元素的正極材料相比，儲量豐富、安全可靠、環(huán)境友好，具有很好的應(yīng)用前景[15-17]。鋰硫電池在實(shí)際應(yīng)用中，其正極材料為硫與碳的復(fù)合材料，用以提升單質(zhì)硫的電導(dǎo)率，其能量密度達(dá)到350 W·h/kg，仍遠(yuǎn)高于目前所采用的
儲能科學(xué)與技術(shù) 2021年2期2021-03-19
- 碳硫復(fù)合工藝對鋰硫電池電化學(xué)性能的影響
尤為重要[2]。鋰硫電池在儲能系統(tǒng)中有著較大影響[3]。鋰硫電池以硫單質(zhì)作為電池正極，以金屬鋰作為電池負(fù)極進(jìn)行電池的組裝，具有穩(wěn)定、質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)[4]。但是由于充放電的穿梭效應(yīng)及體積膨脹效應(yīng)，鋰硫電池自身具有一定的局限性[5]。為此，目前常通過將硫單質(zhì)與碳等其他材料進(jìn)行復(fù)合的方式進(jìn)而改善電極的電化學(xué)性能[6]?；谏鲜霰尘?，本文研究了熱復(fù)合法、水熱復(fù)合法、四氯化碳溶劑熱復(fù)合法這3種復(fù)合方式對電化學(xué)性能的影響。1 鋰硫電池的結(jié)構(gòu)及其工作原理鋰硫電池的工作原理
通信電源技術(shù) 2021年19期2021-03-16
- 高能比鋰硫電池
權(quán)基本信息高比能鋰硫電池（含7項(xiàng)專利）：（1）ZL201210371108.2 一種鋰硫電池的正極活性材料及其制備方法。（2）ZL201210371963.3 一種鋰硫電池用正極材料制備方法。（3）ZL201310436527.4 一種二次鋰硫電池單質(zhì)硫正極及其制備方法。（4）ZL201310666223.7 含硫復(fù)合正極，及其制備方法以及以其為正極的鋰硫電池。（5）ZL201410731021.0 一種具有多級結(jié)構(gòu)的含硫正極材料、其制備方法及其用途。（6
軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品 2020年1期2020-11-28
- 韓國LG的鋰硫電池創(chuàng)飛行記錄
進(jìn)行了韓國下一代鋰硫電池的首次飛行試驗(yàn)，將其電池配裝在韓國航空航天研究所（KARI）的EAV-3太陽能無人機(jī)上進(jìn)行試飛。鋰硫電池具有能量密度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是繼鋰離子電池之后的下一代電池主要候選之一，其能量密度是目前鋰離子電池的兩倍以上，LG化學(xué)公司計劃在2025年后量產(chǎn)鋰硫電池。奈奎蒂克（Qinetiq）公司（現(xiàn)屬空客）的“西風(fēng)”（Zephyr）太陽能平流層無人機(jī)在2010年使用鋰硫電池創(chuàng)下了超過124天的飛行續(xù)航記錄。英國電池開發(fā)商奧克斯能源公司（O
無人機(jī) 2020年9期2020-11-06
- 含羥基磷灰石納米線復(fù)合夾層的高性能鋰硫電池
［1，2］，其中鋰硫電池的開發(fā)和應(yīng)用受到了研究者的廣泛關(guān)注［3，4］.目前市場上主要的鋰電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）和錳酸鋰（LiMn2O4）等［5］，但是這些材料價格昂貴，能量密度不高，不能滿足人們對綠色能源的需求.S作為世界上最豐富的元素之一，價格低廉且環(huán)保，同時鋰硫電池的理論比容量高達(dá)1675 mA·h/g［6，7］，符合當(dāng)代對綠色能源的要求.盡管鋰硫電池有許多優(yōu)點(diǎn)，但穿梭效應(yīng)及S的絕緣性等缺陷阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用［8，9］.科研人員探索了許多
高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報 2020年8期2020-08-26
- NMAP夾層抑制鋰硫電池穿梭效應(yīng)
型鋰離子電池中，鋰硫電池具有較高的理論容量(1 675 mAh·g-1)以及比能量(理論值為 2 600 Wh·kg-1)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鋰離子電池[3]的優(yōu)點(diǎn)，近些年已成為新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[4-6]。然而，鋰硫電池存在的活性物質(zhì)利用率不高、庫倫效率較低、電池容量衰減快、循環(huán)壽命差等問題阻礙了其商業(yè)化的發(fā)展[7]。鋰硫電池最為關(guān)鍵的問題是如何解決在充放電過程中產(chǎn)生易溶于電解液中的多硫化物L(fēng)i2Sn(4≤n≤8)所造成的穿梭效應(yīng)對電池的影響。穿梭效應(yīng)的產(chǎn)生是
無機(jī)化學(xué)學(xué)報 2020年4期2020-04-16
- 鋰硫電池的實(shí)用化挑戰(zhàn)
100191）鋰硫電池以其高比能量、原料廉價、環(huán)境友好等特點(diǎn)，被認(rèn)為是繼鋰離子電池之后最有可能實(shí)用化的二次電池新體系。然而，鋰硫電池從發(fā)明至今已有60年的時間，集中研發(fā)也近10年，尚未實(shí)現(xiàn)真正意義上的規(guī)模應(yīng)用，原因何在？眾所周知，鋰硫電池存在正極活性物導(dǎo)電性差、穿梭效應(yīng)、體積膨脹及自放電等科學(xué)層面的固有問題，這里不作深入討論。我們在軟包裝鋰硫電池研發(fā)方面耕耘多年，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，本文從實(shí)用化層面將制約鋰硫電池發(fā)展的問題進(jìn)行了梳理、分析，希望能拋磚引玉，引
儲能科學(xué)與技術(shù) 2020年2期2020-04-04
- 研究人員找到穩(wěn)定的鋰硫電池結(jié)構(gòu) 智能機(jī)續(xù)航時間有望達(dá)到5倍
了足夠穩(wěn)定的新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)，能夠讓鋰硫電池具有前所未有的充放電效率，有望將智能手機(jī)的續(xù)航時間提升至5天，或者使電動汽車的續(xù)航距離達(dá)1000km以上。該新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)雖然仍依賴于傳統(tǒng)的粘合劑，但僅在相鄰粒子間放置了最少量的粘合劑，增加了容納結(jié)構(gòu)變化及其產(chǎn)生應(yīng)力的空間，從而在碳基質(zhì)和硫顆粒之間形成超強(qiáng)的橋接鍵，為充電過程中電池的膨脹留出額外的空間。在超過200次循環(huán)的初步實(shí)驗(yàn)中，新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)的充放電效率超過了99%。（新能源網(wǎng)）
軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品 2020年1期2020-03-19
- 鋰硫電池電解液添加劑的研究進(jìn)展
·g-1[2]。鋰硫電池（Li?S）是正極和負(fù)極活性物質(zhì)分別采用硫和金屬鋰的一類新型可逆鋰電池，由于其具有超高的能量密度，被認(rèn)為是最有前途的電池候選之一。常見鋰硫電池的構(gòu)成與普通電池相似，由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜以及外殼五部分組成[3]，如圖1所示。其中電解質(zhì)作為離子和電荷轉(zhuǎn)移的重要介質(zhì)，對于鋰硫電池的電化學(xué)性能及安全性能有重要的影響[4]。電解質(zhì)是鋰硫電池的重要組成部分，合格的電解質(zhì)應(yīng)滿足以下要求：高離子導(dǎo)電率、電化學(xué)窗口寬、良好的電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性
石油化工高等學(xué)校學(xué)報 2020年1期2020-03-05
- 鋰硫電池碳基隔膜改性的研究進(jìn)展
隨著時間的推移，鋰硫電池以其高理論容量、高能量密度和環(huán)保的特性，正逐漸成為最有前途的儲能裝置之一。由于Li-S電池相較于鋰電池，擁有更高理論比容量1675 mA?h/g和更高的理論比能量2500 W?h/kg，并且作為正極材料的硫在自然中儲量豐富，無毒安全等性質(zhì)是其成為下一代最有希望的二次電池。鋰硫電池作為新的儲能裝置雖然有很大的吸引力，但是目前仍有許多問題需要解決，如硫和硫化鋰的絕緣性、穿梭效應(yīng)、體積變化等，這些問題極大阻礙了商業(yè)化進(jìn)程[1]。 通過構(gòu)造
福建質(zhì)量管理 2020年17期2020-02-24
- 全尺寸鋰硫電動垂直起降驗(yàn)證機(jī)開始飛行測試
63000全尺寸鋰硫電動垂直升降驗(yàn)證機(jī)開始飛行測試。該機(jī)是一種五座電動起降飛行器，配備36個電動涵道螺旋槳，其目標(biāo)是一次性充電飛行1h，飛行器最高時速300km。隨著電動垂直升降概念的不斷涌現(xiàn)，總部位于德國該項(xiàng)技術(shù)潮流的前沿，開始了全尺寸五座位成品重量原型機(jī)的試飛。鋰硫Jet飛行汽車的設(shè)計飛行速度可達(dá)每小時300km，飛行距離可達(dá)300km，速度和航程均高于大多數(shù)正在開發(fā)的其他城市空中交通電動垂直升降飛行器，該飛行汽車正在為城際和城市任務(wù)提供服務(wù)。為了達(dá)到
無人機(jī) 2019年11期2020-01-06
- 基于生物質(zhì)的高度有序的管狀碳材料及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
張夢源 游小龍 劉麗君 Maru Dessie Walle 李亞娟＊,,2 劉又年＊,,2（1中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，長沙 410083）（2中南大學(xué)，湖南省化學(xué)電源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410083）0 IntroductionLithium-sulfur（Li-S）batteries are among the most promising electrochemical energy storage devices for the near future
無機(jī)化學(xué)學(xué)報 2019年8期2019-08-08
- 發(fā)霉大米變身儲能材料
材料的高能量密度鋰硫電池，有望為電動汽車的長續(xù)航能力提供新的技術(shù)支持。實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)將霉菌發(fā)酵培養(yǎng)，結(jié)合特殊的納米造孔技術(shù)，經(jīng)高溫碳化制備出霉菌孢子碳復(fù)合材料。這種材料具有多孔微納結(jié)構(gòu)，霉菌孢子衍生的碳材料中還含有氮、磷元素，對鋰硫電池運(yùn)行過程中產(chǎn)生的穿梭效應(yīng)具有顯著的抑制作用，令電池性能得到極大改善。小編趣談：雖然還在實(shí)驗(yàn)階段，但變廢為寶的奇思妙想令人期待。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生 2019年3期2019-03-20
- 采用超導(dǎo)體可提高鋰硫電池性能
新一代鋰硫電池要比現(xiàn)有的鋰離子電池具有更大的單位質(zhì)量密度。由于化學(xué)過程過于復(fù)雜限制了其使用壽命，目前，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過增加硼化鎂超導(dǎo)體納米顆粒，可對Li-S正極中的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行控制。從理論上講，鋰硫電池有很多優(yōu)點(diǎn)：按質(zhì)量計算，鋰硫電池的能量是傳統(tǒng)鋰離子技術(shù)的5倍左右；硫的儲量豐富、價格低廉、重量輕；與其他電極材料相比，可容納大量鋰。但由于硫過于活潑，鋰硫電池的化學(xué)反應(yīng)比鋰離子電池要復(fù)雜得多。當(dāng)這些電池充放電時，參與副反應(yīng)的硫形成了多硫化物的混合物，其中的
石油煉制與化工 2019年3期2019-02-15
- 柔性鋰硫電池的材料設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
的大力支持！柔性鋰硫電池的材料設(shè)計與實(shí)現(xiàn)聞 雷1，梁 驥2，石 穎1，陳 靜1，孫振華1，吳敏杰1，李 峰1（1中國科學(xué)院金屬研究所，沈陽材料科學(xué)國家科學(xué)中心，遼寧 沈陽 110016；2Institute for Superconducting & Electronic Materials, Australian Institute of Innovative Materials, University of Wollongong, Innovation
儲能科學(xué)與技術(shù) 2018年3期2018-05-05
- 大連化物所鋰硫二次電池技術(shù)取得新進(jìn)展
NL0306）在鋰硫二次電池技術(shù)研發(fā)中取得新進(jìn)展。經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)測試，新研制的能量型鋰硫二次電池的比能量達(dá)到609 Wh/kg，刷新了二次電池比能量的記錄。該電池也展示出了優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性：在-20℃的環(huán)境中，放電比能量達(dá)到400 Wh/kg；在-60℃的極寒環(huán)境中仍可工作，表現(xiàn)出了顯著優(yōu)于鋰離子電池的低溫性能。（來源：http：//www.dicp.cas.cn/xwzx/kjdt/201801/t20180112_4932561.html）
浙江化工 2018年1期2018-02-03
- 用于鋰硫電池的碳納米復(fù)合材料
用于鋰硫電池的碳納米復(fù)合材料傳統(tǒng)嵌鋰化合物陽極的鋰電池在各種便攜式電子設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，但是其不能滿足新興電動汽車行業(yè)的需求，因而需要開發(fā)出具有更高能量密度的電池系統(tǒng)來解決該問題，才能推進(jìn)電動汽車行業(yè)的發(fā)展。鋰硫電池因具有極高的能量密度，因此是下一代最具潛力的電池系統(tǒng)。但是，由于鋰硫電池存在硫的電導(dǎo)率低、多硫化物溶解遷移等問題，因此阻礙了其應(yīng)用。而通過改進(jìn)鋰硫電池電極材料，則能夠解決鋰硫電池存在的問題。由于碳納米材料具有良好的導(dǎo)電性，因此將其用作鋰硫電池
汽車文摘 2017年11期2017-12-04
- 全固態(tài)鋰硫電池的性能研究
全固態(tài)鋰硫電池的性能研究隨著當(dāng)前能源使用方式的改變，全固態(tài)鋰硫電池將越來越受到關(guān)注。為了提高全固態(tài)鋰硫電池的性能，必須提高硫的反應(yīng)性以及復(fù)合電極正極的離子電導(dǎo)率。為此，研究了使用P2S5和具有高離子電導(dǎo)率的復(fù)合電極作為正極來制備固態(tài)電解質(zhì)。研究結(jié)果表明，鋰硫電池能夠表現(xiàn)出相對較低的活化能以及高的離子電導(dǎo)率。而復(fù)合電極正極在1.3mA/cm2和25℃的條件下能夠表現(xiàn)出1550mAh/g的極高容量。此外，當(dāng)使用該正極時，根據(jù)當(dāng)前鋰電池的等效結(jié)構(gòu)，通過其放電曲線
汽車文摘 2017年10期2017-12-04
- 鋰硫一次電池的研究現(xiàn)狀及展望
李先鋒，張華民?鋰硫一次電池的研究現(xiàn)狀及展望陳雨晴1,2，張洪章1,3，于 瀅1,2，曲 超1，李先鋒1,3，張華民1,3（1中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，遼寧大連 116023；2中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心，福建廈門 361005）鋰硫（Li-S）一次電池是以金屬鋰和單質(zhì)硫作為活性物質(zhì)的化學(xué)電源，可以作為一次電池的一個獨(dú)立分支。鋰硫一次電池具有質(zhì)量比能量和體積比能量高、續(xù)航時間長、成本低廉、安全性好等優(yōu)勢，規(guī)避了鋰硫二
儲能科學(xué)與技術(shù) 2017年3期2017-10-14
- 應(yīng)用于鋰硫電池的原位紫外光譜分析測試
，晏成林?應(yīng)用于鋰硫電池的原位紫外光譜分析測試許 娜，王夢凡，錢 濤，晏成林（蘇州大學(xué)能源與材料創(chuàng)新研究院，蘇州大學(xué)物理·光電與能源學(xué)部，江蘇省先進(jìn)碳材料與可穿戴能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 蘇州 215006）鋰硫電池因其成本低、循環(huán)壽命長、能量密度高以及環(huán)境友好等特點(diǎn)，成為了最具有前途的下一代能源系統(tǒng)。然而，諸多問題限制了鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用，如因高溶解度的長鏈多硫化物所引起的穿梭效應(yīng)導(dǎo)致容量的極速衰減以及較低的庫侖效率。紫外光譜分析可以快速、準(zhǔn)確地測定循環(huán)
儲能科學(xué)與技術(shù) 2017年3期2017-10-14
- 高體積能量密度鋰硫電池的構(gòu)建：材料和電極
?高體積能量密度鋰硫電池的構(gòu)建：材料和電極張 辰1，劉東海2，呂 偉3，凌國維1，楊全紅2,3（1天津大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津 300072；2天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300072；3清華大學(xué)深圳研究生院，廣東深圳518055）鋰硫電池的出現(xiàn)為高能量密度儲能器件的發(fā)展提供了機(jī)遇，但硫的固有性質(zhì)也給鋰硫電池的性能突破造成瓶頸。碳納米材料顯著改善了硫正極的性能，然而從器件層面上，鋰硫電池的能量密度，特別是體積能量密度還遠(yuǎn)低于預(yù)期。高硫含量、致密化硫/碳復(fù)合
儲能科學(xué)與技術(shù) 2017年3期2017-10-14
- 硫與Mn2O3空心球的復(fù)合結(jié)構(gòu)及其在鋰硫電池中的應(yīng)用
的復(fù)合結(jié)構(gòu)及其在鋰硫電池中的應(yīng)用王瑛1弭侃2熊勝林＊,2(1山東玉皇新能源科技有限公司，菏澤274000) (2山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，濟(jì)南250100)在水熱條件下，以碳球?yàn)槟０搴铣闪薓n2O3空心球，并用作鋰硫電池的載硫基底材料。測試結(jié)果表明載硫量為51%的Mn2O3-S復(fù)合材料顯示了較高的比容量，良好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。循環(huán)100圈后，最終可逆容量仍保持657 mA·g-1，證明該Mn2O3空心球是一種有潛力的載硫基底材料。電化學(xué)；空心球；三氧化
無機(jī)化學(xué)學(xué)報 2017年2期2017-09-06
- 高比能鋰硫電池功能電解質(zhì)材料
人杰,2?高比能鋰硫電池功能電解質(zhì)材料王麗莉1，葉玉勝1，錢 驥1，李 麗1,2，吳 鋒1,2，陳人杰1,2（1北京理工大學(xué)材料學(xué)院，北京100081；2北京電動車輛協(xié)同創(chuàng)新中心，北京100081）鋰硫電池具有能量密度高、單質(zhì)硫來源廣泛和環(huán)境友好等優(yōu)勢，是新型二次電池未來發(fā)展的方向之一。作為鋰硫電池中的重要組成部分，功能電解質(zhì)材料的物性特征與電池的整體性能密切相關(guān)。在當(dāng)前電解質(zhì)材料的研究中，還存在許多關(guān)鍵技術(shù)難題，如多硫化物溶解于鋰硫電池電解質(zhì)中所引起的穿
儲能科學(xué)與技術(shù) 2017年3期2017-05-24
- 鋰硫電池電解液研究進(jìn)展
面臨的共同挑戰(zhàn)。鋰硫電池的理論比能量為2600Wh/kg，實(shí)際比能量已超過350Wh/kg，被認(rèn)為是繼鋰離子電池后最接近商業(yè)化的高比能量二次電池體系。盡管與鋰空氣電池相比，鋰硫電池的能量密度略低，但是使用過程中不受空氣中水、二氧化碳和其他活性組分的影響，生產(chǎn)工藝也與鋰離子電池相近，因此具有更大的研發(fā)價值。更為重要的是，鋰硫電池的正極活性物質(zhì)(單質(zhì)硫)價格低廉、來源廣泛、環(huán)境友好，成為繼鋰離子電池之后最具發(fā)展?jié)摿Φ膬δ荏w系之一[1-2]。目前，美國、日本及歐
電池工業(yè) 2017年2期2017-04-16
- 鋰硫電池模擬與仿真
300381)鋰硫電池是以單質(zhì)硫?yàn)檎龢O、金屬鋰為負(fù)極的高能二次電池體系。高達(dá)2 600 W·h/kg的理論能量密度，以及硫單質(zhì)環(huán)保、價格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其受到廣泛關(guān)注。目前有關(guān)鋰硫電池的研究主要集中于電池的性能提高和模擬仿真2個方向。在模型仿真研究中，盡管Kumaresan[1]、Ghaznavi[2-4]、Fronczek等[5]分別建立了鋰硫電池硫單質(zhì)連續(xù)還原模型并對各個因素，諸如：濃度、沉淀反應(yīng)速率等對鋰硫電池放電容量的影響進(jìn)行了系統(tǒng)討論，然而在
化學(xué)工業(yè)與工程 2017年5期2017-04-10
- 西北工業(yè)大學(xué)鋰硫電池研究獲新進(jìn)展
西北工業(yè)大學(xué)鋰硫電池研究獲新進(jìn)展西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院納米能源材料研究中心的研究人員在鋰硫電池研究方面取得了新進(jìn)展：創(chuàng)新性地提出了采用“鐵電效應(yīng)”來抑制鋰硫電池中多硫化物的穿梭效應(yīng)的思路，為鋰硫電池循環(huán)穩(wěn)定性的提升開辟了全新的研究方向。鋰硫電池的理論能量密度高達(dá)2600Wh/kg，是未來最具應(yīng)用前景的新型二次電池之一，但其充放電過程中的中間產(chǎn)物在電解液中具有一定的溶解性，易擴(kuò)散到負(fù)極上并與鋰金屬發(fā)生反應(yīng)，造成正極活性物質(zhì)損失，并腐蝕鋰負(fù)極，嚴(yán)重影響電池的循環(huán)
軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品 2017年3期2017-03-31
- 碳硫復(fù)合材料制備鋰硫電池的研究進(jìn)展
鋰離子電池相比，鋰硫電池具有更高的能量密度和比容量，與人類需求更為貼近[5-7]。理論上鋰硫電池能量密度大約是2600Wh·kg-1，是目前已商業(yè)化電池的10倍[8]。其理論比容量可以達(dá)到1673mAh ·g-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鋰離子電池[9-11]。除此之外，硫在自然界中大量存在，原材料成本極低，并且在充放電過程中無有害物質(zhì)產(chǎn)生，無毒無污染，屬于環(huán)境友好型材料[12]。上述幾方面的巨大優(yōu)勢，使鋰硫電池成為了新一代極具開發(fā)前景的鋰二次電池，將為新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)
電池工業(yè) 2017年4期2017-03-28
- 鋰硫電池負(fù)極研究進(jìn)展
津300384)鋰硫電池負(fù)極研究進(jìn)展龐輝，陳振宇，丁飛，劉興江(中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，天津300384)鋰硫電池由于其高能量密度(理論高達(dá)2 600 Wh/kg)、低成本、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注。但是鋰硫電池仍存在正極活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)性能差等問題。同時，負(fù)極鋰在電池循環(huán)過程中也不可避免存在鋰枝晶等問題，對鋰硫電池負(fù)極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的綜述，最后對負(fù)極的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。鋰硫電池；鋰負(fù)極；鋰保護(hù)化學(xué)電源(電池)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一
電源技術(shù) 2016年8期2016-07-24
- 聚合物電解液添加劑對鋰硫電池性能的影響
物電解液添加劑對鋰硫電池性能的影響劉云霞(重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，重慶401120)采用聚乙二醇二甲醚(PEGDME)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)作為聚合物電解液添加劑，通過充放電測試研究了這些添加劑對鋰硫電池電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，添加2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))電解液添加劑PVP能有效提高鋰硫電池的循環(huán)性能和庫侖效率，在電流密度為200 mA/g下，前50次的電池放電容量保持率由42.8%提高到50.8%，首次循環(huán)庫侖效
電源技術(shù) 2016年6期2016-04-05
- 鋰硫電池電解質(zhì)的研究進(jìn)展
066004)鋰硫電池電解質(zhì)的研究進(jìn)展楊 武，楊 汪，馮嘉妮，邵光杰(河北省應(yīng)用化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，燕山大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004)綜述近年來鋰硫電池電解質(zhì)的研究進(jìn)展，包括各種電解質(zhì)體系：液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)、離子液體電解質(zhì)、固態(tài)聚合物和無機(jī)電解質(zhì)等。整體評價了目前鋰硫電池所使用的電解質(zhì)，展望了未來的鋰硫電池電解質(zhì)的發(fā)展趨勢。鋰硫電池； 電解質(zhì)； 添加劑鋰硫電池具有較高的理論比能量(2 600 Wh/kg)，是當(dāng)前鋰離子電池的4～5倍[1]
電池 2016年1期2016-03-17
- 一氧化鈦/碳復(fù)合空心球在鋰硫電池中的應(yīng)用
/碳復(fù)合空心球在鋰硫電池中的應(yīng)用郭玉國(中國科學(xué)院化學(xué)研究所，分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190)隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，一些新興的應(yīng)用領(lǐng)域，如電動汽車、消費(fèi)電子、大規(guī)模儲能電站等，對二次電池的性能也提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)的鋰離子二次電池偏低的能量密度成為制約其在這些領(lǐng)域應(yīng)用的瓶頸。開發(fā)基于新化學(xué)原理儲能的高能量密度電池體系正成為全球范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。單質(zhì)硫的理論比容量為1675 mAh·g－1，與金屬鋰構(gòu)建成鋰硫電池時，其理論能量密度高
物理化學(xué)學(xué)報 2016年12期2016-03-16
- 硫/水熱碳球復(fù)合材料的制備及對鋰硫電池倍率性能的影響
合材料的制備及對鋰硫電池倍率性能的影響李嚴(yán)冰 段曉波 韓亞苗 朱 丁 黃利武 陳云貴＊(四川大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，成都610065)在鋰硫電池正極材料的研究中，碳材料可以有效改善電池倍率及循環(huán)性能。為了提高鋰硫電池的高倍率放電性能，通過水熱合成的方法，制備了由非均勻粒徑碳球組成的碳材料。與硫熱合成后，硫均勻分布在碳材料表面及周圍，復(fù)合材料含硫量為52wt%。0.2C放電電流下，首次放電比容量為1 174 mAh·g-1，100次循環(huán)后放電比容量為788
無機(jī)化學(xué)學(xué)報 2015年4期2015-12-15
- 鋰硫二次電池相關(guān)材料的研究進(jìn)展
州450002)鋰硫二次電池相關(guān)材料的研究進(jìn)展馬利華，張勝利， 陳功鋒，宋延華，王亞萍(鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化工學(xué)院，河南鄭州450002)鋰硫二次電池因其具有高比能量、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新型鋰電池研究熱點(diǎn)之一。綜述了鋰硫電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀；介紹了電解液和粘結(jié)劑對鋰硫電池電化學(xué)性能的影響；分析了影響鋰硫電池循環(huán)性能的主要因素；簡述了鋰硫電池今后發(fā)展的方向。鋰硫電池；硫正極；電解液；粘結(jié)劑隨著移動通訊設(shè)備、便攜式電子信息產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，因具
電源技術(shù) 2015年4期2015-08-01
- 美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)新型鋰硫電池
家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)新型鋰硫電池賈旭平伯克利實(shí)驗(yàn)室制作的鋰硫電池正極材料納米結(jié)構(gòu)的SEM圖和結(jié)構(gòu)中各層的示意圖最近，美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種先進(jìn)的鋰硫電池，其能量密度是鋰離子電池的兩倍。近年來，鋰硫電池由于硫正極的理論比容量（1 675 mAh/g）高獲得了越來越多的矚目，因?yàn)樗粌H能用作“零”排放汽車的電源，還能用作先進(jìn)電子設(shè)備的電源。但是，也因?yàn)?span id="ukuukgy" class="hl">鋰硫電池循環(huán)壽命低、倍率性能差，所以也是實(shí)用化過程中面臨的一個挑戰(zhàn)。本研究中的電池采用十六烷基
電源技術(shù) 2014年2期2014-07-05
- 廢棄硫變廢為寶 制作新型鋰硫電池
料作為電極制造出鋰硫電池。研究報告顯示，新塑料具有的電化學(xué)性能優(yōu)于目前鋰硫電池中使用的單質(zhì)硫，所制成的新型電池具有高比容量（100個充放電周期內(nèi)比容量為823毫安時/克）和較強(qiáng)的容量保持率。佩恩表示，這種塑料制成的下一代鋰硫電池將為電動、混合動力汽車以及軍事領(lǐng)域提供更好的動力電池，因?yàn)樗鼈儽饶壳八褂玫碾姵馗p、更便宜、更高效。而且，這種新塑料今后很有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，并且造價低廉。這一發(fā)現(xiàn)也許能將石油和天然氣使用后留下的硫提煉成更清潔的燃料。雖然
電源技術(shù) 2013年5期2013-03-25
- 全固態(tài)鋰硫電池能量密度為鋰離子電池4倍
出一種新型全固態(tài)鋰硫電池。鋰硫電池比鋰離子電池效率更高且成本更低，但電池內(nèi)使用液態(tài)電解質(zhì)一直是科學(xué)家的桎梏。液態(tài)電解質(zhì)會通過溶解多硫化物從而幫助鋰離子在電池中傳導(dǎo)，不過使用壽命較短是其最大弱點(diǎn)。新的設(shè)計方法首先合成出一種富含硫的新物質(zhì)，并將其作為電池的陰極，可能傳導(dǎo)鋰離子和傳統(tǒng)電池陰極中使用的硫金屬鋰化物。隨后，再將其同由鋰制成的陽極和固態(tài)電解質(zhì)結(jié)合在一起，便可制造出這種能量密度較大的全固態(tài)電池。固態(tài)電解質(zhì)不僅消除了硫溶解的問題，還避免了與鋰金屬接觸，所以
中國設(shè)備工程 2013年7期2013-01-27