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我校电化学储能技术研究团队在锂硫电池领域取得重要进展
作者:msc   访问量:691   发布时间:2017-10-09


    我校材料科学与技术学院张校刚教授课题组与美国麻省理工学院(MIT)李巨教授在锂硫电池领域开展合作研究,在国际顶级刊物Energy Environmental Science (IF=29.518)发表题为Ad hoc SolidElectrolyte on Acidized Carbon Nanotube Paper Improves Cycle Life ofLithium-Sulfur Batteries全文链接的高水平论文,同时被选为该期的封底论文。论文采用简单酸处理的碳纳米管纸成功地制备了锂硫电池的离子选择膜,并自发原位形成固态电解质膜,其具有良好的机械柔韧性、自密封和自愈合等特性,同时系统地研究了隔层在锂硫电池体系的作用机制。论文第一作者为材料科学与技术学院2014级博士生徐桂银。

    锂-硫电池因其具有高的理论比容量(1675 mAh g-1)及理论能量密度(2600 Wh kg-1),成为最具发展潜力的新型高能化学电源体系之一。但是,其正极材料硫导电性低以及充放电过程中产生的中间产物多硫化锂易溶于有机电解液,导致其低的电化学利用率和差的循环性能,严重制约了锂-硫电池的实际应用。张校刚课题组自2011年开始研究锂硫电池,基于课题组在碳材料研究方向多年的研究经验,从硫正极的碳基质材料入手,通过碳材料提高硫正极的电子导电性以及碳材料中孔的物理吸附捕捉溶解的多硫离子改善锂硫电池的循环性能;此外,还进一步研究了锂硫电池的关键部件,如粘结剂、隔层、隔膜、电解液等,研究成果陆续在材料(J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 4490-4496;ACS Appl. Mater. Interfaces,2014, 6, 194-199;J. Mater. Chem. A, 2014,2, 12662-12676)、化学(Chem.Eur. J.,2013, 19, 12306-12312;Chem. Eng. J., 2017, 322, 454-462;Chem. Sci., 2017, 8, 6619-6625)、能源(Nano Res., 2015, 8,3066-3074;Nano Energy, 2017, 31, 568-574)等领域高水平期刊发表。

    在此基础上,2017年6月8日,Materials Today ((IF=21.695)期刊在线发表了张校刚课题组撰写的综述论文“Exploring metal organicframeworks for energy storage in batteries and supercapacitors(全文链接)”。重点介绍了MOFs在锂硫电池的应用,总结了MOFs的结构、比表面积、功能有机结构、金属中心原子与锂硫电池电化学性能之间的关系,并进一步展望了通过调控MOFs结构与形貌等来提高锂硫电池的能量密度、功率密度、循环稳定性等性能。

 

相关研究获得了“973”计划、国家自然基金面上项目等项目资助。

论文链接:

 http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ee/c7ee01898c#!divAbstract