Institut für Physik und Chemie: Wesentliche Fortschritte auf dem Forschungsgebiet der Hochleistungs-Lithium-Schwefel-Batterien

Als positives Elektrodenmaterial für lithium-ionen-batterien hat die hohe theoretische Kapazität von Schwefel (1675 Mahg) große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Schwefel hat jedoch die Nachteile der Nichtleitfähigkeit, das Zwischenprodukt Polysulfid Lithium ist im Elektrolyten gelöst und die Volumenexpansion ist stark. Diese Probleme stellen die großtechnische Anwendung von Lithium-Schwefel-Batterien vor viele Herausforderungen, einschließlich Sicherheit, Geschwindigkeitsleistung und Zyklusstabilität.

Um diese Probleme zu lösen, hat das Forschungszentrum für funktionelle Polymermaterialien des Instituts für Physik und Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine neue Methode zur In-situ-Herstellung und Beladung von Schwefel in einem dreidimensionalen porösen Kohlenstoff (3 dpgc) entwickelt. Struktur. Unter der Voraussetzung, die Nanodispersion aufrechtzuerhalten, erreicht die Beladung 90%, es wurde der höchste Schwefelbelastungsrekord erstellt und die anfängliche spezifische Kapazität der Elektrode betrug 1382 mahg-1; Die In-situ-Beladung mit Schwefel bildete auch eine Kohlenstoff-Schwefel-Bindung, die die Lade- und Entladezyklusstabilität des Elektrodenmaterials nach 1000 Zyklen signifikant verbesserte. Danach beträgt der durchschnittliche Kapazitätsabfall pro Zyklus nur noch 0,039%, wodurch die derzeit höchste Zyklusstabilität erreicht wird. Daher verbessert dieses Material zwar die Beladungs- und Nutzungseffizienz von Schwefel, verbessert aber auch die Lade-Entladezyklus-Stabilität des Elektrodenmaterials 3 ds @ pgc und eröffnet neue Ideen für das Design des Elektrodenmaterials des Lithium- der neuen Generation. Ionenbatterie.

Die relevanten Forschungsergebnisse wurden in der internationalen Top-Zeitschrift Nature Communication (NatureCommunications2016 7 10601) veröffentlicht. Anschließend schrieben Professor Rodney Ruoff, ein international anerkannter Wissenschaftler für Kohlenstoffmaterialien, und Professor Ji Xing von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften einen Highlight-Artikel (ActaPhys.Chim.Sin.2016, 32797) im Journal of Physical Chemistry, um die Innovation zu bewerten der oben genannten Forschungsergebnisse.

Diese Forschungsarbeit wurde vom „Hundert-Talente-Programm“ der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der National Natural Science Foundation nachdrücklich unterstützt.

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