中文  |  English

EN

新闻中心首页 >> 新闻中心 >> 组内新闻

我组在锂硫电池隔膜研究中取得进展

时间:2019-12-02   作者:戴丽琴
锂硫电池由于其能量密度高(理论高达2600 Wh/kg)、单质硫来源广泛和环境友好等优势,引起了人们的广泛关注,成为近年来新一代高能量密度电池的研究重点。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. 造成这些问题的主要原因是多硫化锂易溶解于电解液中,并穿梭到负极与负极反应造成“穿梭效应”。

针对上述问题,我组制备得到还原氧化石墨烯/炭黑(rGO/CB)功能化改性隔膜,极大地改善了锂硫电池穿梭效应,并在Chemistry Select, 2019, 4,6026 –6034 上发表题为“Graphene/Carbon Black Co-modified Separator as Polysulfides Trapper for Li-S Batteries”的研究论文。论文第一作者为我组硕士研究生张康明,通讯作者为陈志文教授、陈成猛研究员。

 

该研究工作采用可控的真空抽滤方法制备了一种有序的还原氧化石墨烯/炭黑(rGO/CB)功能化隔膜,并深入探究了两种材料在捕获多硫化物的机理作用。研究发现,在这种复合材料中,还原氧化石墨烯片(rGO)作为基体,通过空间阻挡和羟基官能团的强化学键合来锚定多硫化物,而炭黑颗粒则物理吸附多硫化物,并提升功能层的导电性。利用还原氧化石墨烯和炭黑各自的优点,通过空间位阻、 化学吸附和物理吸附等手段能有效地捕获多硫化物,从而抑制穿梭效应。

采用 rGO/CB1:1)改性隔膜的锂硫电池具有良好的循环稳定性,在 1C 下经过循环 500 次后其比容量还保持有 649.8 mAh/g,单次容量衰减率仅为 0.05%。特别地,因 rGO/CB 1:1)层的高电导率,减弱了大电流密度下的极化现象。即使在 5C 下仍具有 612.2 mAh/g 的高比容量。这种简单、可控的制备方法可应用于长循环寿命及高功率锂硫电池中。


Li2S6- H 型电解池在PP隔膜和rGO/CB(1:1)改性隔膜的对比图

 

PP隔膜和rGO/CB(1:1)改性隔膜在锂硫电池中的电化学对比图

新闻中心  

我组在锂硫电池隔膜研究中取得进展

时间:2019-12-02   作者:戴丽琴
锂硫电池由于其能量密度高(理论高达2600 Wh/kg)、单质硫来源广泛和环境友好等优势,引起了人们的广泛关注,成为近年来新一代高能量密度电池的研究重点。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. 造成这些问题的主要原因是多硫化锂易溶解于电解液中,并穿梭到负极与负极反应造成“穿梭效应”。

针对上述问题,我组制备得到还原氧化石墨烯/炭黑(rGO/CB)功能化改性隔膜,极大地改善了锂硫电池穿梭效应,并在Chemistry Select, 2019, 4,6026 –6034 上发表题为“Graphene/Carbon Black Co-modified Separator as Polysulfides Trapper for Li-S Batteries”的研究论文。论文第一作者为我组硕士研究生张康明,通讯作者为陈志文教授、陈成猛研究员。

 

该研究工作采用可控的真空抽滤方法制备了一种有序的还原氧化石墨烯/炭黑(rGO/CB)功能化隔膜,并深入探究了两种材料在捕获多硫化物的机理作用。研究发现,在这种复合材料中,还原氧化石墨烯片(rGO)作为基体,通过空间阻挡和羟基官能团的强化学键合来锚定多硫化物,而炭黑颗粒则物理吸附多硫化物,并提升功能层的导电性。利用还原氧化石墨烯和炭黑各自的优点,通过空间位阻、 化学吸附和物理吸附等手段能有效地捕获多硫化物,从而抑制穿梭效应。

采用 rGO/CB1:1)改性隔膜的锂硫电池具有良好的循环稳定性,在 1C 下经过循环 500 次后其比容量还保持有 649.8 mAh/g,单次容量衰减率仅为 0.05%。特别地,因 rGO/CB 1:1)层的高电导率,减弱了大电流密度下的极化现象。即使在 5C 下仍具有 612.2 mAh/g 的高比容量。这种简单、可控的制备方法可应用于长循环寿命及高功率锂硫电池中。


Li2S6- H 型电解池在PP隔膜和rGO/CB(1:1)改性隔膜的对比图

 

PP隔膜和rGO/CB(1:1)改性隔膜在锂硫电池中的电化学对比图

上一篇:我组李晓明、杨晓参加第十届中国国际纳米技术产业博览会
下一篇:我组陈成猛研究员参加第46届日本炭素材料学会年会

联系我们


销售经理:18835170493(刘经理)

                18835170493@163.com

                微信号:18835170493

技术支持:13934640625(郭老师)

                guoxq#sxicc.ac.cn(发邮件时替换#为@)

                微信号:13934640625


电话/传真:0351-4049061

地   址:山西省太原市迎泽区桃园南路27号

邮   编:030001

网   址:http://709.sxicc.ac.cn

0351-4049061

版权所有:中国科学院山西煤炭化学研究所(ICC-CAS)
备案号:晋备ICP备1000255478号-3