近日，中科院蘇州納米所陳立桅團隊在鋰硫電池的研究方面取得進展，相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》雜志。
常規(guī)的包覆策略是在硫正極材料顆粒外制備一個包覆層，然后將此材料制備成正極并與電解液等搭配組裝成電池。但常規(guī)包覆策略存在一個難以克服的矛盾：如果材料顆粒在組裝電池之前已覆有完美包覆層，則電解液難以擴散進材料內(nèi)部，導致內(nèi)部的硫無法參與充放電過程;如果材料未被完美包覆，則充放電過程中的中間產(chǎn)物多硫化物仍將從正極材料中擴散出來，造成穿梭效應(yīng)。
為此，研究人員預先使碳/硫復合顆粒生長一層不完美的含孔的預包覆層，后將由此材料制備而成的正極與含有特殊添加劑的電解液一起組裝成電池。在電解液浸潤碳/硫顆粒的同時，添加劑與預包覆層發(fā)生反應(yīng)，從而在顆粒外部原位形成致密的包覆層。
研究表明，采用新包覆策略的鋰硫電池的庫侖效率和循環(huán)壽命得到顯著提升，其組裝的電池在高放電倍率的條件下呈現(xiàn)出極好的循環(huán)穩(wěn)定性。
常規(guī)的包覆策略是在硫正極材料顆粒外制備一個包覆層，然后將此材料制備成正極并與電解液等搭配組裝成電池。但常規(guī)包覆策略存在一個難以克服的矛盾：如果材料顆粒在組裝電池之前已覆有完美包覆層，則電解液難以擴散進材料內(nèi)部，導致內(nèi)部的硫無法參與充放電過程;如果材料未被完美包覆，則充放電過程中的中間產(chǎn)物多硫化物仍將從正極材料中擴散出來，造成穿梭效應(yīng)。
為此，研究人員預先使碳/硫復合顆粒生長一層不完美的含孔的預包覆層，后將由此材料制備而成的正極與含有特殊添加劑的電解液一起組裝成電池。在電解液浸潤碳/硫顆粒的同時，添加劑與預包覆層發(fā)生反應(yīng)，從而在顆粒外部原位形成致密的包覆層。
研究表明，采用新包覆策略的鋰硫電池的庫侖效率和循環(huán)壽命得到顯著提升，其組裝的電池在高放電倍率的條件下呈現(xiàn)出極好的循環(huán)穩(wěn)定性。
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