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锂硫电池高温下也能正常工作

有441人浏览 日期:2019-10-14放大字体??缩小字体

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?ag手机客户硫电池具有能量密度高、成本低、绿色环保等突出优点,但其不耐高温,在高温环境下无法正常工作。为解决上述问题,南京工业大学付丽君教授和吴宇平教授课题组提出利用硫化聚丙烯腈复合材料(SPAN)作为工作电极,结合实验室研制的凝胶聚合物电解质,提升了锂硫电池的电化学性能,使其在高温下也能正常工作。日前该成果发表在Cell期刊旗下的iscience上。

由于不耐高温,锂硫电池在高温环境下会导致电池的容量衰减,电池无法正常工作,而且硫的电子电导率低,反应过程中的穿梭效应也会导致容量损失等问题。而硫化聚丙烯腈复合物(SPAN)是硫粉和聚丙烯腈混合均匀后煅烧得到,这种材料有利于提高锂硫电池的循环稳定性。

“聚丙烯膜是一种广泛商业化运用的隔膜,主要作用是阻隔电子通过,让离子通过。硫化聚丙烯腈复合物电极与商业化隔膜(聚丙烯膜)组装的扣式电池,虽然在常温条件下具有优秀的电化学性能,然而随着温度的升高,电极稳定性明显降低,无法在高温环境中正常使用,并且安全性能不佳。” 付丽君介绍说。

“我们在研究中发现,使用我们实验室长期研制的一种凝胶聚合物膜来替换聚丙烯膜,能够提升材料的高温性能,电极的电化学性能在常温、50℃和60℃条件下都优于商业化聚丙烯膜。这拓宽了电子器件的使用范围。另外凝胶聚合物膜也具有更好的安全性能。”付丽君表示。

“这种凝胶聚合物隔膜成本低廉,工艺简单,易于大规模合成,非常适合大规模工业化生产。”论文第一作者、南京工业大学硕士研究生刘宇说,“另外,凝胶聚合物隔膜在浸润电解液之后形成凝胶聚合物电解质的准固态体系,不仅具有聚丙烯膜的作用,还能够阻挡多硫化锂通过电解质到达负极,保护负极。从而提升电池的安全性和稳定性。”

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