氮化铟“竖”墙锂电池增寿


发布时间: 2018-12-02

锂离子电池已经得到广泛的应用。然而现行锂离子电池的能量密度依然不足以满足良多应用须要,而锂-硫电池由于具备极高的实际比容量,并且硫含量丰富,价格低廉而备受关注。但锂-硫电池在其在电化学过程中,在硫正极跟锂负极之间溶解的多硫化物引起的“穿梭效应”及其能源学转化缓慢重大降落了活性硫的利用率,从而导致容量的快速衰,大大下降了锂-硫电池的应用寿命。“所谓‘穿梭效应’,指的是在充放电进程中,正极产生的多硫化物旁边体溶解到电解液中,并穿过隔阂,向负极扩散,与负极的金属锂直接发生反应,最终造成了电池中有效物质的不可逆损失、电池寿命的衰减、低的库伦效率。”牛志强介绍,目前,人们已经采取各种方法去改进上述问题,其中最普遍的策略是采用存在高比名义积的纳米结构碳资料,通过物理限度作用进行多硫化锂的捕捉;或是运用极性材料通过化学彼此作用进行多硫化锂的捕获。

科技日报天津12月3日电(记者孙玉松通讯员马超)南开大学牛志强、王一菁研究员联合清华大学张强教养通过隔膜改性,将氮化铟纳米线引入到锂-硫电池中,双功能的氮化铟性隔膜犹如“竖起”的高墙,有效地抑制锂硫电池“穿梭效应”,实现了电池循环寿命显明提升。相关成果已在12月的《美国化学学会·纳米材料》上发表。

只管如此,但碳的非极性通常导致循环性能不佳,极性材料的低电导率导致硫的利用率低,倍率性能差。因此有必要开发一种简单但可能明显提高硫正极的循环机能,同时保持良好倍率性能的有效材料制备措施,这对实现长循环寿命的锂硫电池来说是十分重要的。“氮化铟的铟阳离子和富电子氮原子通过强的化学键配合用捕获生成的多硫化物;同时,氮化铟名义的快捷电子转移进步了多硫化物的能源学转化过程,这样,双功效的氮化铟改性隔膜如同一道墙,可有效地克制锂硫电池中的‘穿梭效应’。”牛志强先容,领有氮化铟改性隔膜的锂-硫电池表现出精良的倍任性能跟轮回性能,在1000次循环后每个循环的容量衰减仅有0.015%,该研讨为下一步开发高牢固性锂-硫电池奠定了基础。

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