17年專注鋰電池定(dìng)製

無(wú)線綜測(cè)設(shè)備用36V寬溫鋰電池(chí)使用說明書

來源:邦立威(wēi)    2020-02-27    點擊量:166

固相轉化硫電極相關研究(jiū):

鋰硫電池(chí)憑借其高理論能量密度、原料來源廣泛以及成本低(dī)廉等(děng)優勢而成為一種備受矚目(mù)的新型儲能體係。盡管經過多年的發(fā)展,各種新穎結構(gòu)的(de)含硫複合正(zhèng)極材(cái)料、各種過渡(dù)金屬相關的化學吸附中間層或電化學催化劑如雨後春筍般被提出來抑製臭名昭著的多硫化物穿梭效應,但是鋰硫電池的實(shí)用化進展仍然十分緩慢。艾新平教授曾發現(xiàn)在實驗室中能夠(gòu)循環上千次的電池做成大電池後(hòu)隻能循環幾周甚至都無法充放電。艾新平教授團隊認為,從熱力學角度(dù)來(lái)說,隻要鋰(lǐ)硫電池中多硫化物溶解-沉積的電(diàn)化學機製(zhì)存在,穿梭效應就不可能從根本上得到抑製。隻有將鋰硫電池電化學氧化還原機理(lǐ)轉變為固相轉化機製才能真正推動鋰硫電池的實用進程。

圖2 在碳酸酯-醚(mí)類(lèi)共溶劑電解液中硫顆(kē)粒表麵原位(wèi)SEI層(céng)形成的示意圖

 

之(zhī)前的研究已經發現,多硫化(huà)物在很(hěn)多高粘度、高(gāo)濃度或一些室溫離子液體電解液中不會發生溶解,其電化學反應遵循的是理想的固相轉化機製(zhì)。不過,這(zhè)些電(diàn)解液要麽浸潤(rùn)性差要麽離子電導率較低,使(shǐ)得電(diàn)子電(diàn)導性差的硫活性材料利用率偏低。結合前期的研究工作,艾(ài)新平教授團隊發展出了一(yī)種碳酸酯-醚類(lèi)電解液來實現高硫載量條件下的硫正極固相轉化反應(yīng)[3]。在這種(zhǒng)1M LiTFSI in DOL/DME(1:1)+10%Vc電解液體係中(zhōng),醚類電解液在前(qián)幾周電化學(xué)循環中使硫納米顆粒先溶解生成多硫化物中間體。多硫化物中(zhōng)間體與碳酸乙烯酯之間(jiān)發生親核(hé)反應(yīng)在硫(liú)顆粒表麵生成一層致密的SEI層。這層具有高離子電導率的致(zhì)密的SEI層能夠緊密包裹硫顆粒使其在後麵的電化(huà)學循環過程中無法與電解液接觸,因此活性物質硫(liú)沒有繼續發(fā)生(shēng)溶解的可能,電化學機製遵循的是(shì)固相轉化反應。在這種固相轉化反應機製下,S/C正極在100mA/g的電流密度下循環400周後仍然可以實現高達1100mAh/g的放電比容(róng)量,容量保持率高達88%,且(qiě)拋(pāo)除前幾周的溶解過程後的平均(jun1)庫倫效率接近100%。

 

固相轉化硫電極相關研究:

鋰(lǐ)硫電池憑借其高理論能量(liàng)密度、原料(liào)來源廣泛以及成本低廉等優勢(shì)而成為一種備受矚目的(de)新型儲能(néng)體係。盡(jìn)管經過多年(nián)的發展,各種新穎結構的含硫複合正極材料、各種過渡金屬相關的化學吸附中間層或電化學催化(huà)劑如雨後春筍般被提出來抑(yì)製臭名昭著(zhe)的多(duō)硫化物穿梭效應,但是鋰硫電池的實用化進展仍然十分緩慢。艾新(xīn)平(píng)教授曾發現在實驗室中(zhōng)能夠循環上千次(cì)的電池做(zuò)成大電池後(hòu)隻(zhī)能循環幾周甚至(zhì)都無法(fǎ)充放電。艾新平教授團隊認為,從熱力學角度來說,隻要鋰硫電池中多硫化物溶解-沉積的電化學機製存在,穿(chuān)梭效應就不可能從根本上得到抑製。隻有將鋰硫電池電化學氧化還原機理轉變為固相轉化機製才能真正推動鋰硫電池的實用進程。

圖2 在(zài)碳酸(suān)酯-醚類共溶劑電(diàn)解液中(zhōng)硫顆(kē)粒表麵原位SEI層形成的示意(yì)圖(tú)

 無線綜測設備用36V寬溫鋰電池使用說明書
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之前(qián)的研究已經(jīng)發現,多硫化物在很多高粘度、高濃度或一些室(shì)溫離(lí)子液體電解液中不會發生溶解,其電化學反應遵循的是理想的固相轉化機製。不過,這些(xiē)電解液要麽浸潤性差要麽離子電導率較低,使得電(diàn)子電導性差的硫活性材料利用率(lǜ)偏低。結合前期的研究工作(zuò),艾新平教(jiāo)授團隊發展出了一種碳酸酯-醚類電解(jiě)液來實現高硫載量條件下的硫正極固相轉化反應[3]。在這(zhè)種1M LiTFSI in DOL/DME(1:1)+10%Vc電解液體係中,醚類電解液在前幾周電化學循環中(zhōng)使硫納米(mǐ)顆粒先溶解(jiě)生成多硫化物中間體。多硫化物中間體與碳酸乙烯酯(zhǐ)之間發生(shēng)親(qīn)核反應在硫顆粒表麵生(shēng)成一層(céng)致密的SEI層。這層具有高離子電導率的致密的SEI層能夠緊密包裹硫顆粒使其在後麵(miàn)的電化學循環過(guò)程中無法與電解液接觸,因此活性物質硫沒有繼續發(fā)生溶解的可能,電化學(xué)機製遵循的是固相轉化反應。在這種固(gù)相轉化反應機(jī)製下,S/C正極在100mA/g的電流密度下(xià)循環400周後仍然可以(yǐ)實現高達1100mAh/g的放(fàng)電比容量,容(róng)量保(bǎo)持率高達88%,且拋除前(qián)幾周的溶解過程後的平均庫倫效率接近100%。

 截至9月6日,省“一報一台一網”,即大眾日報、山(shān)東廣播電視台、省政府網站共發稿1193篇(piān),市(shì)“一報一(yī)台一網”共發稿10338篇。對信訪件轉交情況和辦理整改情況,第一時間在大眾日報、山東廣播電視台“兩微一端”及省(shěng)政府網站、省(shěng)環保廳網站全(quán)部進行信息公開,大眾(zhòng)日報、山東衛視及時報道。截至9月6日,已連續發(fā)布(bù)了二十六批信訪件交辦情況和前十七批信訪件辦理情況(kuàng),通報了3批14個環境保護方麵問責案例;大眾(zhòng)日報共安排316個(gè)版,山東衛視《山東新聞聯播》共用3小時(shí)39分44秒報道(dào)有關中央環保督察新聞(wén)。

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