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西安交大在新能源电池领域取得新希望‘真人app官网’

发布时间:2021-09-04    作者:真人app官网    点击量:

本文摘要:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c02241


西安交大在新能源电池领域取得新希望‘真人app官网’(图1)

针对上述问题西安交通大学能动学院延卫教授课题组、化学学院丁书江教授课题组与剑桥大学郗凯博士互助使用二维六边形VS2薄片(HVS)作为构建单元在商用聚丙烯(PP)隔膜上构建了六边形纳米塔掩护层在不影响其原有孔隙结构的前提下制备了具有“亲硫”和“亲锂”双面特性的改性功效隔膜(即D-HVS@PP隔膜)。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c02241


西安交大在新能源电池领域取得新希望‘真人app官网’(图2)

针对上述问题西安交通大学能动学院延卫教授课题组、化学学院丁书江教授课题组与剑桥大学郗凯博士互助使用二维六边形VS2薄片(HVS)作为构建单元在商用聚丙烯(PP)隔膜上构建了六边形纳米塔掩护层在不影响其原有孔隙结构的前提下制备了具有“亲硫”和“亲锂”双面特性的改性功效隔膜(即D-HVS@PP隔膜)。D-HVS@PP隔膜具有较高的界面导电性和奇特的六边塔形纳米结构不仅保证了对多硫化物穿梭效应的有效抑制和离子/电子的快速迁移而且有助于嵌/脱锂历程中锂离子在负极外貌的匀称成核。因此在高载硫量(9.24 mg cm-2)和低电解液/硫比(6 ml g-1)条件下仅仅以增加11%隔膜重量(0.14 mg cm-2)的价格D-HVS@PP隔膜可提供比通例PP隔膜高16倍的初始面容量而且在低负极/正极(N/P)比(1.7)条件下仍然具有良好的循环体现。

此外D-HVS@PP隔膜在其他电池体系也展现了较强的应用潜力并在规模化生产和可接纳再使用方面亦具有良好的商业化前景。这种简朴有效且易于工业化制备的隔膜设计和研究思路可为未来真正可商用化锂硫电池和其他储能技术的生长提供良好借鉴。


西安交大在新能源电池领域取得新希望‘真人app官网’(图3)

该研究事情以“Suppressing the Shuttle Effect and Dendrite Growth in Lithium−Sulfur Batteries”为题揭晓在国际知名期刊《美国化学学会纳米》(ACS Nano, 2020, 14, 9819-9831IF = 14.588)上并被评为当期的内封面文章。

西安交通大学能动学院王嘉楠副教授为本文第一作者西安交通大学为第一署名单元。该研究事情也是延卫教授、丁书江教授和郗凯博士继锂硫电池的催化转化机理(Advanced Energy Materials, 2019, 9, 1900953)高体积能量密度硫正极(Advanced Science, 2019, 1800815)集成化柔性电池(Advanced Energy Materials, 2019, 9, 1902001)研究事情后在新能源电池领域互助揭晓的又一重要研究结果受到国家自然科学基金、中国博士后基金、陕西省自然科学基金等多个项目的支持西安交通大学分析测试共享中心也为该研究的表征提供了鼎力大举支持。

泉源:西安交大

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论文链接:

随着全球对于清洁能源的鼎力大举提倡以及种种便携式电子设备、电动汽车和智能电网等新能源技术的快速生长人们对于环保且高能量密度的能源存储系统的需求也日益增加。锂硫电池具有高的理论容量(1675 mAh·g-1)和能量密度(2600 Wh·kg-1)、低成本和情况友好性等特点被认为是后锂离子电池时代最有潜力的储能系统之一。只管前景灼烁但锂硫电池的实际应用仍面临一些严峻挑战。

在硫正极方面可溶解的多硫化物中间体严重的“穿梭效应”导致了活性物质硫使用率降低、库仑效率降低、容量快速衰减快等问题;在锂负极方面锂“枝晶”的不行控生长会导致“死”锂形成等一系列负面效应容易加剧电池极化从而引起短路甚至有爆炸隐患。由于硫正极和锂负极的反映机理和理化特性差别如何在恒久循环历程中同步抑制“穿梭效应”和“枝晶生长”成为锂硫电池实际应用化历程中一项困难的技术挑战。


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