锂硫
- 厦门大学发现锂硫电池反应新机制
电子显微系统，对锂硫电池界面反应过程进行研究，发现锂硫电池电荷储存聚集反应新机制。锂硫电池具有极高的能量密度和更低的成本，然而受限于传统原位表征工具的时空分辨率局限和锂硫体系不稳定性等挑战，当前仍然缺少原子/纳米尺度上对锂硫电池界面反应的理解。为此，厦门大学团队建立了高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现了对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究，发现在锂硫电池中存在着独特的界面反应机制和锂硫电池全新的界面反应过程。未
浙江化工 2023年10期2023-12-18
- rGO-S-CPEs复合正极的制备及其全固态锂硫电池的电化学性能
电解液制备全固态锂硫电池，从原理上可以缓解液态锂硫电池在充放电过程中所存在的穿梭效应[1-3]。全固态硫电池由于其超高的理论容量和能量密度以及高安全性、环保及低成本等优点，成为了极具发展前景的下一代二次储能电池[4-6]。但是由于固体电解质与电极之间较差的物理接触(固/固)以及硫固有的绝缘性，造成了界面之间较大的电荷转移阻抗以及正极材料中较差电子/离子传输[7-8]。通常采用高导电性的碳材料如介孔碳[9]、多孔石墨烯[10]、碳纳米管[11]等材料作为活性
电源技术 2023年10期2023-11-03
- 功能化氧化石墨烯作为锂硫电池正极硫载体的性能研究
510006）锂硫电池(LSBs)具有高的理论能量密度(2600 Wh/kg)和理论比容量(1675 mAh/g)，是有望实现商业化应用的储能器件之一。因此，受到了各界的广泛关注[1-2]。然而，因硫的不导电性，锂硫电池在充放电过程中产生的中间产物多硫化锂(Li2Sn，2≤n≤8)引起的穿梭效应，造成大量电解液的损失，以及硫的活性物质不可逆流失，这是直接导致锂硫电池比容量衰减快、实际能量密度低、循环寿命短的主要原因[3]。于是，Wang等[4]通过设计可
储能科学与技术 2023年4期2023-05-15
- 层状六边形Co1-xS修饰氮掺杂碳纳米管用于锂硫电池的硫载体
王相文(德州职业技术学院粮食工程系，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
无机化学学报 2022年10期2022-10-10
- 锂硫电池回顾与最新发展
提供原材料供给。锂硫电池无记忆效应，可保障能量持续稳定输出可用于航空航天和军事等领域[2]。锂硫电池最初由Danuta 在1960 年提出[3]，之后众多科研团队筛选了如二甲亚砜（DMSO）、四氢呋喃（THF）、1,3-二氧戊环（DOL）等电解液，直到2002 年通过碳负载硫，锂硫二次电池制备技术才有所进展。Nazar 等[4]采用有序纳米结构介孔碳包覆硫。纳米材料可以增强锂硫电池电子导电率和离子导电率，减少电荷载流子特征扩散长度，从而降低动力学势垒。经过
航空材料学报 2022年5期2022-10-06
- 锂硫电池中催化材料的作用及多硫化物的溶解现象分析
问题的钥匙。发展锂硫电池技术具有积极意义和较好的商业前景。1 锂硫电池性能良好但发展速度缓慢在诸多化学电源中，锂离子电池由于其安全性好、储能容量较高、循环寿命适中、研究较为成熟，被广泛应用于电动汽车、便携式电子设备、航空航天、特种电源等各行各业。但是基于石墨负极和层状氧化物正极的锂离子电池的实际容量已经接近其理论容量，能量密度提升空间有限，难以满足飞速增长的储能电池能量密度增加的需求。而依托于高容量硫正极(理论比容量1 673 mAh/g)和锂金属负极(理
化工管理 2022年23期2022-08-26
- 双层隔膜对锂硫电池性能的影响研究
330096)锂硫电池采用硫作为正极反应材料，硫的理论放电比容量是1 675 mAh/g，锂硫电池的理论比能量是2 600 Wh/kg[1]，硫的价格低廉，且对环境友好[2]，这使得锂硫电池具有广阔的发展前景[3]。锂硫电池也存在一些问题，硫电极的实际放电比容量不高且锂硫电池的循环放电稳定性较低[4]。这是由以下几方面原因造成的：首先，硫是电子和离子绝缘体，硫在25 ℃的电导率为5×10-30S/cm[5]，低电导率造成聚集态硫不易传导电荷、难以完全反应
电源技术 2022年8期2022-08-23
- 电压敏感性聚三苯胺修饰隔膜用于锂硫电池过充保护
的研究重点之一。锂硫电池以其高的理论比能量(可达2600 Wh·kg-1)及廉价易获取的属性受到了越来越多的关注12-19。然而，对于实用化电池体系而言，除了高能量密度的要求之外，可靠的安全性也必不可少，锂硫电池在安全性方面的固有缺陷阻碍了其进一步的发展和商业化应用。过充是一种常见的电池安全隐患，过充时，充电电流会施加到已经充满的电池上，使得电池电位急剧升高20。对于锂硫电池而言，过充可能会导致锂枝晶快速生长，击穿隔膜，引起电池内部短路，发生气体逸出，进而
物理化学学报 2022年6期2022-08-10
- 专利视域下全球锂硫电池技术竞争态势分析
430071）锂硫电池具有能量密度高、成本低和环境友好等优点，被认为是极具潜力的下一代高能量密度储能设备。硫正极具有1675 mA·h/g-1的高理论比容量，以及2600 W·h/kg-1的高理论比能量，近乎是现有锂电池的5 倍[1-3]。锂硫电池正极为硫元素(S)、负极为金属锂(Li)，这两种元素储量较为丰富，使得锂硫电池具有较好的经济性[4-5]。随着当前电动汽车、移动电子设备、轨道交通、深海探测、空间技术、航空航天和智能电网等新兴领域的不断发展，锂
储能科学与技术 2022年5期2022-05-10
- 锂硫电池的研究现状及进展
，金属锂为负极的锂硫电池，是一个具有高理论比容量和能量密度的新的二次电池体系，其能量密度比锂离子电池高，加上单质硫在地球上储量丰富、价格低廉、对环境友好等特点被认为是最有希望取代锂离子电池的储能体系。本文就锂硫电池的简介、研究瓶颈、电池正极、负极以及电解质现状展开阐述。图1 不同形式的电化学储能体系的能量密度图[3]1 锂硫电池简介1.1 锂硫电池的工作原理锂硫电池工作原理如图2 所示[4]。负极金属锂被氧化释放出锂离子和电子，同时与电解液接触面会形成保护
电源技术 2022年3期2022-03-30
- 用于智能化设备的高能量柔性锂硫电池开拓者
——“星火”
发的柔性电池属于锂硫电池，目前实验室级生产的柔性软包电池可实现200～3 000 mAh的比容量，可充电柔性电池的比能量为300～400 Wh/kg。在保持柔性的基础上，有助于电池所配适的产品轻量化、小型化；可根据设备提供空间任意改变形状，并且具有通用电极的特点，让锂硫电池的广泛配适成为可能。传统的锂离子电池难以满足可穿戴、便携式医疗器械等电子设备对轻便、可折叠和高效的储能器件的性能要求，而本产品能够有效解决这一问题。2 技术原理本团队研发的高能量柔性锂硫
物联网技术 2022年1期2022-01-19
- 共价有机框架在锂硫电池中的应用
眉睫[1-3]。锂硫电池是以硫单质为正极、金属锂为负极的一种电池体系，由于硫在地壳中储量丰富，价格低廉、环境友好，且锂硫电池具有高的理论比容量(1675 mAh·g-1)和能量密度(2600 Wh·kg-1)，因此被誉为最有前途的二次电池候选者之一[4-8]。锂硫电池的工作过程是基于多步反应的工作原理[9, 10]，在放电过程发生的电化学反应大致可以分为3个阶段：第一阶段，单质硫分子(S8)得到电子，生成长链的可溶于醚类电解液的带负电的Sx2-(4≤x≤8
中国材料进展 2021年9期2021-11-22
- 锂硫电池的正极与负极研究进展
上的应用[2]。锂硫电池因为其较高的理论能量密度和理论比容量而在近些年被广泛研究。锂硫电池的理论比容量为1 675mAh /g，理论能量密度为2 600Wh kg-1，远高于锂离子电池。锂硫电池是由锂负极和硫正极组成，通过S-S键的断裂-重组来实现电能与化学能的相互转变[3]。尽管锂硫电池能量密度高，硫正极材料价格低廉且环境友好，然而仍然有很有因素限制了锂硫电池的实际应用[4]。1）硫正极在放电过程中生成可溶性多硫化物Li2Sn（32）硫和硫化锂的密度分别
化工设计通讯 2021年7期2021-07-28
- 锂硫电池中的催化作用:材料与表征
模应用的关键. 锂硫电池是以硫作为正极活性物质，锂金属作为负极的新型二次电池，具有理论能量密度高、成本低廉及安全性高等优点，是极具应用潜力的后锂离子电池技术［1～5］. 然而，受到正极溶解-沉积储能机制的影响，锂硫电池自身具有一定性能缺陷，如硫及其放电产物（Li2S）电导率低、电化学反应势垒大、活性物质体积变化等. 其中，多硫化物Li2Sn的穿梭效应被认为是限制锂硫电池性能提升的最大瓶颈. 所谓穿梭效应，即由于放电中间产物多硫化锂Li2Sn（4≤n≤8）易
高等学校化学学报 2021年5期2021-05-17
- 专利名称: 一种锂硫电池的非晶相三硫化钼正极材料及制备方法
司本发明提出一种锂硫电池的非晶相三硫化钼正极材料及制备方法。将四硫代钼酸铵加入去离子水溶液，调节PH至酸性，使用多孔碳球进行吸附并蒸干溶剂，将吸附后的碳球在氢气/氩气混合气氛中煅烧，煅烧之后进行退火，获得碳包覆的非晶相三硫化钼正极材料。本发明通过多孔中空碳球吸附硫代钼酸根离子后高温煅烧，内部的硫代钼酸盐转变为非晶相的三硫化钼，非晶相的三硫化钼在与锂离子复合过程中，S-S键断裂形成短链低硫化物与锂复合，不易溶解于电解液中，从而降低硫化物的穿梭，克服现有锂硫电
中国钼业 2021年4期2021-04-04
- 基于机械仿真和测试的高比能量锂硫电池模组开发
池电化学体系中，锂硫电池在能量密度和成本方面具有明显的优势[10,12]。锂硫电池是以单质硫为正极，锂金属单质为负极，硫的市场价格为0.26～0.28万元/吨，成本低廉，其理论能量密度高(2567 W·h/kg)[13-14]，硫元素与过渡金属元素的正极材料相比，储量丰富、安全可靠、环境友好，具有很好的应用前景[15-17]。锂硫电池在实际应用中，其正极材料为硫与碳的复合材料，用以提升单质硫的电导率，其能量密度达到350 W·h/kg，仍远高于目前所采用的
储能科学与技术 2021年2期2021-03-19
- 碳硫复合工艺对锂硫电池电化学性能的影响
尤为重要[2]。锂硫电池在储能系统中有着较大影响[3]。锂硫电池以硫单质作为电池正极，以金属锂作为电池负极进行电池的组装，具有稳定、质量小等优点[4]。但是由于充放电的穿梭效应及体积膨胀效应，锂硫电池自身具有一定的局限性[5]。为此，目前常通过将硫单质与碳等其他材料进行复合的方式进而改善电极的电化学性能[6]。基于上述背景，本文研究了热复合法、水热复合法、四氯化碳溶剂热复合法这3种复合方式对电化学性能的影响。1 锂硫电池的结构及其工作原理锂硫电池的工作原理
通信电源技术 2021年19期2021-03-16
- 高能比锂硫电池
权基本信息高比能锂硫电池（含7项专利）：（1）ZL201210371108.2 一种锂硫电池的正极活性材料及其制备方法。（2）ZL201210371963.3 一种锂硫电池用正极材料制备方法。（3）ZL201310436527.4 一种二次锂硫电池单质硫正极及其制备方法。（4）ZL201310666223.7 含硫复合正极，及其制备方法以及以其为正极的锂硫电池。（5）ZL201410731021.0 一种具有多级结构的含硫正极材料、其制备方法及其用途。（6
军民两用技术与产品 2020年1期2020-11-28
- 韩国LG的锂硫电池创飞行记录
进行了韩国下一代锂硫电池的首次飞行试验，将其电池配装在韩国航空航天研究所（KARI）的EAV-3太阳能无人机上进行试飞。锂硫电池具有能量密度高、成本低等优点，是继锂离子电池之后的下一代电池主要候选之一，其能量密度是目前锂离子电池的两倍以上，LG化学公司计划在2025年后量产锂硫电池。奈奎蒂克（Qinetiq）公司（现属空客）的“西风”（Zephyr）太阳能平流层无人机在2010年使用锂硫电池创下了超过124天的飞行续航记录。英国电池开发商奥克斯能源公司（O
无人机 2020年9期2020-11-06
- 含羟基磷灰石纳米线复合夹层的高性能锂硫电池
［1，2］，其中锂硫电池的开发和应用受到了研究者的广泛关注［3，4］.目前市场上主要的锂电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）和锰酸锂（LiMn2O4）等［5］，但是这些材料价格昂贵，能量密度不高，不能满足人们对绿色能源的需求.S作为世界上最丰富的元素之一，价格低廉且环保，同时锂硫电池的理论比容量高达1675 mA·h/g［6，7］，符合当代对绿色能源的要求.尽管锂硫电池有许多优点，但穿梭效应及S的绝缘性等缺陷阻碍了其大规模应用［8，9］.科研人员探索了许多
高等学校化学学报 2020年8期2020-08-26
- NMAP夹层抑制锂硫电池穿梭效应
型锂离子电池中，锂硫电池具有较高的理论容量(1 675 mAh·g-1)以及比能量(理论值为 2 600 Wh·kg-1)远高于传统的锂离子电池[3]的优点，近些年已成为新能源领域的研究热点[4-6]。然而，锂硫电池存在的活性物质利用率不高、库伦效率较低、电池容量衰减快、循环寿命差等问题阻碍了其商业化的发展[7]。锂硫电池最为关键的问题是如何解决在充放电过程中产生易溶于电解液中的多硫化物Li2Sn(4≤n≤8)所造成的穿梭效应对电池的影响。穿梭效应的产生是
无机化学学报 2020年4期2020-04-16
- 锂硫电池的实用化挑战
100191）锂硫电池以其高比能量、原料廉价、环境友好等特点，被认为是继锂离子电池之后最有可能实用化的二次电池新体系。然而，锂硫电池从发明至今已有60年的时间，集中研发也近10年，尚未实现真正意义上的规模应用，原因何在？众所周知，锂硫电池存在正极活性物导电性差、穿梭效应、体积膨胀及自放电等科学层面的固有问题，这里不作深入讨论。我们在软包装锂硫电池研发方面耕耘多年，积累了一些经验，本文从实用化层面将制约锂硫电池发展的问题进行了梳理、分析，希望能抛砖引玉，引
储能科学与技术 2020年2期2020-04-04
- 研究人员找到稳定的锂硫电池结构 智能机续航时间有望达到5倍
了足够稳定的新型锂硫电池结构，能够让锂硫电池具有前所未有的充放电效率，有望将智能手机的续航时间提升至5天，或者使电动汽车的续航距离达1000km以上。该新型锂硫电池结构虽然仍依赖于传统的粘合剂，但仅在相邻粒子间放置了最少量的粘合剂，增加了容纳结构变化及其产生应力的空间，从而在碳基质和硫颗粒之间形成超强的桥接键，为充电过程中电池的膨胀留出额外的空间。在超过200次循环的初步实验中，新型锂硫电池结构的充放电效率超过了99%。（新能源网）
军民两用技术与产品 2020年1期2020-03-19
- 锂硫电池电解液添加剂的研究进展
·g-1[2]。锂硫电池（Li⁃S）是正极和负极活性物质分别采用硫和金属锂的一类新型可逆锂电池，由于其具有超高的能量密度，被认为是最有前途的电池候选之一。常见锂硫电池的构成与普通电池相似，由正极、负极、电解质、隔膜以及外壳五部分组成[3]，如图1所示。其中电解质作为离子和电荷转移的重要介质，对于锂硫电池的电化学性能及安全性能有重要的影响[4]。电解质是锂硫电池的重要组成部分，合格的电解质应满足以下要求：高离子导电率、电化学窗口宽、良好的电化学性能和热稳定性
石油化工高等学校学报 2020年1期2020-03-05
- 锂硫电池碳基隔膜改性的研究进展
随着时间的推移，锂硫电池以其高理论容量、高能量密度和环保的特性，正逐渐成为最有前途的储能装置之一。由于Li-S电池相较于锂电池，拥有更高理论比容量1675 mA?h/g和更高的理论比能量2500 W?h/kg，并且作为正极材料的硫在自然中储量丰富，无毒安全等性质是其成为下一代最有希望的二次电池。锂硫电池作为新的储能装置虽然有很大的吸引力，但是目前仍有许多问题需要解决，如硫和硫化锂的绝缘性、穿梭效应、体积变化等，这些问题极大阻碍了商业化进程[1]。 通过构造
福建质量管理 2020年17期2020-02-24
- 全尺寸锂硫电动垂直起降验证机开始飞行测试
63000全尺寸锂硫电动垂直升降验证机开始飞行测试。该机是一种五座电动起降飞行器，配备36个电动涵道螺旋桨，其目标是一次性充电飞行1h，飞行器最高时速300km。随着电动垂直升降概念的不断涌现，总部位于德国该项技术潮流的前沿，开始了全尺寸五座位成品重量原型机的试飞。锂硫Jet飞行汽车的设计飞行速度可达每小时300km，飞行距离可达300km，速度和航程均高于大多数正在开发的其他城市空中交通电动垂直升降飞行器，该飞行汽车正在为城际和城市任务提供服务。为了达到
无人机 2019年11期2020-01-06
- 基于生物质的高度有序的管状碳材料及其在锂硫电池中的应用
张梦源 游小龙 刘丽君 Maru Dessie Walle 李亚娟＊,,2 刘又年＊,,2（1中南大学化学化工学院，长沙 410083）（2中南大学，湖南省化学电源重点实验室，长沙 410083）0 IntroductionLithium-sulfur（Li-S）batteries are among the most promising electrochemical energy storage devices for the near future
无机化学学报 2019年8期2019-08-08
- 发霉大米变身储能材料
材料的高能量密度锂硫电池，有望为电动汽车的长续航能力提供新的技术支持。实验中，研究团队将霉菌发酵培養，结合特殊的纳米造孔技术，经高温碳化制备出霉菌孢子碳复合材料。这种材料具有多孔微纳结构，霉菌孢子衍生的碳材料中还含有氮、磷元素，对锂硫电池运行过程中产生的穿梭效应具有显著的抑制作用，令电池性能得到极大改善。小编趣谈：虽然还在实验阶段，但变废为宝的奇思妙想令人期待。
发明与创新·中学生 2019年3期2019-03-20
- 采用超导体可提高锂硫电池性能
新一代锂硫电池要比现有的锂离子电池具有更大的单位质量密度。由于化学过程过于复杂限制了其使用寿命，目前，研究人员发现，通过增加硼化镁超导体纳米颗粒，可对Li-S正极中的化学反应进行控制。从理论上讲，锂硫电池有很多优点：按质量计算，锂硫电池的能量是传统锂离子技术的5倍左右；硫的储量丰富、价格低廉、重量轻；与其他电极材料相比，可容纳大量锂。但由于硫过于活泼，锂硫电池的化学反应比锂离子电池要复杂得多。当这些电池充放电时，参与副反应的硫形成了多硫化物的混合物，其中的
石油炼制与化工 2019年3期2019-02-15
- 柔性锂硫电池的材料设计与实现
的大力支持！柔性锂硫电池的材料设计与实现闻 雷1，梁 骥2，石 颖1，陈 静1，孙振华1，吴敏杰1，李 峰1（1中国科学院金属研究所，沈阳材料科学国家科学中心，辽宁 沈阳 110016；2Institute for Superconducting & Electronic Materials, Australian Institute of Innovative Materials, University of Wollongong, Innovation
储能科学与技术 2018年3期2018-05-05
- 大连化物所锂硫二次电池技术取得新进展
NL0306）在锂硫二次电池技术研发中取得新进展。经第三方权威机构测试，新研制的能量型锂硫二次电池的比能量达到609 Wh/kg，刷新了二次电池比能量的记录。该电池也展示出了优异的环境适应性：在-20℃的环境中，放电比能量达到400 Wh/kg；在-60℃的极寒环境中仍可工作，表现出了显著优于锂离子电池的低温性能。（来源：http：//www.dicp.cas.cn/xwzx/kjdt/201801/t20180112_4932561.html）
浙江化工 2018年1期2018-02-03
- 用于锂硫电池的碳纳米复合材料
用于锂硫电池的碳纳米复合材料传统嵌锂化合物阳极的锂电池在各种便携式电子设备上得到广泛应用，但是其不能满足新兴电动汽车行业的需求，因而需要开发出具有更高能量密度的电池系统来解决该问题，才能推进电动汽车行业的发展。锂硫电池因具有极高的能量密度，因此是下一代最具潜力的电池系统。但是，由于锂硫电池存在硫的电导率低、多硫化物溶解迁移等问题，因此阻碍了其应用。而通过改进锂硫电池电极材料，则能够解决锂硫电池存在的问题。由于碳纳米材料具有良好的导电性，因此将其用作锂硫电池
汽车文摘 2017年11期2017-12-04
- 全固态锂硫电池的性能研究
全固态锂硫电池的性能研究随着当前能源使用方式的改变，全固态锂硫电池将越来越受到关注。为了提高全固态锂硫电池的性能，必须提高硫的反应性以及复合电极正极的离子电导率。为此，研究了使用P2S5和具有高离子电导率的复合电极作为正极来制备固态电解质。研究结果表明，锂硫电池能够表现出相对较低的活化能以及高的离子电导率。而复合电极正极在1.3mA/cm2和25℃的条件下能够表现出1550mAh/g的极高容量。此外，当使用该正极时，根据当前锂电池的等效结构，通过其放电曲线
汽车文摘 2017年10期2017-12-04
- 锂硫一次电池的研究现状及展望
李先锋，张华民锂硫一次电池的研究现状及展望陈雨晴1,2，张洪章1,3，于 滢1,2，曲 超1，李先锋1,3，张华民1,3（1中国科学院大连化学物理研究所，辽宁大连 116023；2中国科学院大学，北京 100049；3能源材料化学协同创新中心，福建厦门 361005）锂硫（Li-S）一次电池是以金属锂和单质硫作为活性物质的化学电源，可以作为一次电池的一个独立分支。锂硫一次电池具有质量比能量和体积比能量高、续航时间长、成本低廉、安全性好等优势，规避了锂硫二
储能科学与技术 2017年3期2017-10-14
- 应用于锂硫电池的原位紫外光谱分析测试
，晏成林应用于锂硫电池的原位紫外光谱分析测试许 娜，王梦凡，钱 涛，晏成林（苏州大学能源与材料创新研究院，苏州大学物理·光电与能源学部，江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室，江苏 苏州 215006）锂硫电池因其成本低、循环寿命长、能量密度高以及环境友好等特点，成为了最具有前途的下一代能源系统。然而，诸多问题限制了锂硫电池的实际应用，如因高溶解度的长链多硫化物所引起的穿梭效应导致容量的极速衰减以及较低的库仑效率。紫外光谱分析可以快速、准确地测定循环
储能科学与技术 2017年3期2017-10-14
- 高体积能量密度锂硫电池的构建：材料和电极
高体积能量密度锂硫电池的构建：材料和电极张 辰1，刘东海2，吕 伟3，凌国维1，杨全红2,3（1天津大学海洋科学与技术学院，天津 300072；2天津大学化工学院，天津 300072；3清华大学深圳研究生院，广东深圳518055）锂硫电池的出现为高能量密度储能器件的发展提供了机遇，但硫的固有性质也给锂硫电池的性能突破造成瓶颈。碳纳米材料显著改善了硫正极的性能，然而从器件层面上，锂硫电池的能量密度，特别是体积能量密度还远低于预期。高硫含量、致密化硫/碳复合
储能科学与技术 2017年3期2017-10-14
- 硫与Mn2O3空心球的复合结构及其在锂硫电池中的应用
的复合结构及其在锂硫电池中的应用王瑛1弭侃2熊胜林＊,2(1山东玉皇新能源科技有限公司，菏泽274000) (2山东大学化学与化工学院，济南250100)在水热条件下，以碳球为模板合成了Mn2O3空心球，并用作锂硫电池的载硫基底材料。测试结果表明载硫量为51%的Mn2O3-S复合材料显示了较高的比容量，良好的循环稳定性和倍率性能。循环100圈后，最终可逆容量仍保持657 mA·g-1，证明该Mn2O3空心球是一种有潜力的载硫基底材料。电化学；空心球；三氧化
无机化学学报 2017年2期2017-09-06
- 高比能锂硫电池功能电解质材料
人杰,2高比能锂硫电池功能电解质材料王丽莉1，叶玉胜1，钱 骥1，李 丽1,2，吴 锋1,2，陈人杰1,2（1北京理工大学材料学院，北京100081；2北京电动车辆协同创新中心，北京100081）锂硫电池具有能量密度高、单质硫来源广泛和环境友好等优势，是新型二次电池未来发展的方向之一。作为锂硫电池中的重要组成部分，功能电解质材料的物性特征与电池的整体性能密切相关。在当前电解质材料的研究中，还存在许多关键技术难题，如多硫化物溶解于锂硫电池电解质中所引起的穿
储能科学与技术 2017年3期2017-05-24
- 锂硫电池电解液研究进展
面临的共同挑战。锂硫电池的理论比能量为2600Wh/kg，实际比能量已超过350Wh/kg，被认为是继锂离子电池后最接近商业化的高比能量二次电池体系。尽管与锂空气电池相比，锂硫电池的能量密度略低，但是使用过程中不受空气中水、二氧化碳和其他活性组分的影响，生产工艺也与锂离子电池相近，因此具有更大的研发价值。更为重要的是，锂硫电池的正极活性物质(单质硫)价格低廉、来源广泛、环境友好，成为继锂离子电池之后最具发展潜力的储能体系之一[1-2]。目前，美国、日本及欧
电池工业 2017年2期2017-04-16
- 锂硫电池模拟与仿真
300381)锂硫电池是以单质硫为正极、金属锂为负极的高能二次电池体系。高达2 600 W·h/kg的理论能量密度，以及硫单质环保、价格便宜等诸多优点，使其受到广泛关注。目前有关锂硫电池的研究主要集中于电池的性能提高和模拟仿真2个方向。在模型仿真研究中，尽管Kumaresan[1]、Ghaznavi[2-4]、Fronczek等[5]分别建立了锂硫电池硫单质连续还原模型并对各个因素，诸如：浓度、沉淀反应速率等对锂硫电池放电容量的影响进行了系统讨论，然而在
化学工业与工程 2017年5期2017-04-10
- 西北工业大学锂硫电池研究获新进展
西北工业大学锂硫电池研究获新进展西北工业大学材料学院纳米能源材料研究中心的研究人员在锂硫电池研究方面取得了新进展：创新性地提出了采用“铁电效应”来抑制锂硫电池中多硫化物的穿梭效应的思路，为锂硫电池循环稳定性的提升开辟了全新的研究方向。锂硫电池的理论能量密度高达2600Wh/kg，是未来最具应用前景的新型二次电池之一，但其充放电过程中的中间产物在电解液中具有一定的溶解性，易扩散到负极上并与锂金属发生反应，造成正极活性物质损失，并腐蚀锂负极，严重影响电池的循环
军民两用技术与产品 2017年3期2017-03-31
- 碳硫复合材料制备锂硫电池的研究进展
锂离子电池相比，锂硫电池具有更高的能量密度和比容量，与人类需求更为贴近[5-7]。理论上锂硫电池能量密度大约是2600Wh·kg-1，是目前已商业化电池的10倍[8]。其理论比容量可以达到1673mAh ·g-1，远远高于传统的锂离子电池[9-11]。除此之外，硫在自然界中大量存在，原材料成本极低，并且在充放电过程中无有害物质产生，无毒无污染，属于环境友好型材料[12]。上述几方面的巨大优势，使锂硫电池成为了新一代极具开发前景的锂二次电池，将为新兴技术产业
电池工业 2017年4期2017-03-28
- 锂硫电池负极研究进展
津300384)锂硫电池负极研究进展庞辉，陈振宇，丁飞，刘兴江(中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300384)锂硫电池由于其高能量密度(理论高达2 600 Wh/kg)、低成本、环境友好等优点而广受关注。但是锂硫电池仍存在正极活性物质利用率低、循环性能差等问题。同时，负极锂在电池循环过程中也不可避免存在锂枝晶等问题，对锂硫电池负极保护技术进行了详细的综述，最后对负极的发展前景进行了展望。锂硫电池；锂负极；锂保护化学电源(电池)是将化学能转化为电能的一
电源技术 2016年8期2016-07-24
- 聚合物电解液添加剂对锂硫电池性能的影响
物电解液添加剂对锂硫电池性能的影响刘云霞(重庆工业职业技术学院化学与制药工程学院，重庆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)作为聚合物电解液添加剂，通过充放电测试研究了这些添加剂对锂硫电池电化学性能的影响。研究结果表明，添加2%(质量分数)电解液添加剂PVP能有效提高锂硫电池的循环性能和库仑效率，在电流密度为200 mA/g下，前50次的电池放电容量保持率由42.8%提高到50.8%，首次循环库仑效
电源技术 2016年6期2016-04-05
- 锂硫电池电解质的研究进展
066004)锂硫电池电解质的研究进展杨 武，杨 汪，冯嘉妮，邵光杰(河北省应用化学重点实验室，燕山大学环境与化学工程学院，河北 秦皇岛 066004)综述近年来锂硫电池电解质的研究进展，包括各种电解质体系：液态有机电解质、离子液体电解质、固态聚合物和无机电解质等。整体评价了目前锂硫电池所使用的电解质，展望了未来的锂硫电池电解质的发展趋势。锂硫电池； 电解质； 添加剂锂硫电池具有较高的理论比能量(2 600 Wh/kg)，是当前锂离子电池的4～5倍[1]
电池 2016年1期2016-03-17
- 一氧化钛/碳复合空心球在锂硫电池中的应用
/碳复合空心球在锂硫电池中的应用郭玉国(中国科学院化学研究所，分子纳米结构与纳米技术重点实验室，北京100190)随着科技的发展和进步，一些新兴的应用领域，如电动汽车、消费电子、大规模储能电站等，对二次电池的性能也提出了越来越高的要求，传统的锂离子二次电池偏低的能量密度成为制约其在这些领域应用的瓶颈。开发基于新化学原理储能的高能量密度电池体系正成为全球范围内的研究热点。单质硫的理论比容量为1675 mAh·g－1，与金属锂构建成锂硫电池时，其理论能量密度高
物理化学学报 2016年12期2016-03-16
- 硫/水热碳球复合材料的制备及对锂硫电池倍率性能的影响
合材料的制备及对锂硫电池倍率性能的影响李严冰 段晓波 韩亚苗 朱 丁 黄利武 陈云贵＊(四川大学材料科学与工程学院，成都610065)在锂硫电池正极材料的研究中，碳材料可以有效改善电池倍率及循环性能。为了提高锂硫电池的高倍率放电性能，通过水热合成的方法，制备了由非均匀粒径碳球组成的碳材料。与硫热合成后，硫均匀分布在碳材料表面及周围，复合材料含硫量为52wt%。0.2C放电电流下，首次放电比容量为1 174 mAh·g-1，100次循环后放电比容量为788
无机化学学报 2015年4期2015-12-15
- 锂硫二次电池相关材料的研究进展
州450002)锂硫二次电池相关材料的研究进展马利华，张胜利， 陈功锋，宋延华，王亚萍(郑州轻工业学院材料与化工学院，河南郑州450002)锂硫二次电池因其具有高比能量、成本低、环境友好等优点，有望成为新型锂电池研究热点之一。综述了锂硫电池正极材料的发展现状；介绍了电解液和粘结剂对锂硫电池电化学性能的影响；分析了影响锂硫电池循环性能的主要因素；简述了锂硫电池今后发展的方向。锂硫电池；硫正极；电解液；粘结剂随着移动通讯设备、便携式电子信息产品的迅猛发展，因具
电源技术 2015年4期2015-08-01
- 美国劳伦斯伯克利国家实验室研发新型锂硫电池
家实验室研发新型锂硫电池贾旭平伯克利实验室制作的锂硫电池正极材料纳米结构的SEM图和结构中各层的示意图最近，美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员开发了一种先进的锂硫电池，其能量密度是锂离子电池的两倍。近年来，锂硫电池由于硫正极的理论比容量（1 675 mAh/g）高获得了越来越多的瞩目，因为它不仅能用作“零”排放汽车的电源，还能用作先进电子设备的电源。但是，也因为锂硫电池循环寿命低、倍率性能差，所以也是实用化过程中面临的一个挑战。本研究中的电池采用十六烷基
电源技术 2014年2期2014-07-05
- 废弃硫变废为宝 制作新型锂硫电池
料作为电极制造出锂硫电池。研究报告显示，新塑料具有的电化学性能优于目前锂硫电池中使用的单质硫，所制成的新型电池具有高比容量（100个充放电周期内比容量为823毫安时/克）和较强的容量保持率。佩恩表示，这种塑料制成的下一代锂硫电池将为电动、混合动力汽车以及军事领域提供更好的动力电池，因为它们比目前所使用的电池更轻、更便宜、更高效。而且，这种新塑料今后很有可能实现大规模的工业生产，并且造价低廉。这一发现也许能将石油和天然气使用后留下的硫提炼成更清洁的燃料。虽然
电源技术 2013年5期2013-03-25
- 全固态锂硫电池能量密度为锂离子电池4倍
出一种新型全固态锂硫电池。锂硫电池比锂离子电池效率更高且成本更低，但电池内使用液态电解质一直是科学家的桎梏。液态电解质会通过溶解多硫化物从而帮助锂离子在电池中传导，不过使用寿命较短是其最大弱点。新的设计方法首先合成出一种富含硫的新物质，并将其作为电池的阴极，可能传导锂离子和传统电池阴极中使用的硫金属锂化物。随后，再将其同由锂制成的阳极和固态电解质结合在一起，便可制造出这种能量密度较大的全固态电池。固态电解质不仅消除了硫溶解的问题，还避免了与锂金属接触，所以
中国设备工程 2013年7期2013-01-27