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南工大新方法让锂硫电池高温下也能正常工作
日期:2019-9-29 江苏化工网
    

 锂硫电池(Li-S)具有能量密度高、成本低、绿色环保等突出优点,但也存在着诸多困难,比如硫的电子电导率低,反应过程中的穿梭效应引起容量损失,以及由于不耐高温,在高温环境下会导致电池的容量衰减、电池无法正常工作。为了克服这些困难,南京工业大学课题组提出利用硫化聚丙烯腈复合材料(SPAN)作为工作电极,结合实验室长期研制的凝胶聚合物电解质,协同提升锂硫电池的电化学性能,尤其是高温下的电化学性能,并对其循环过程中的反应机理进行了探讨。日前,该成果发表在Cell期刊旗下的iscience上。

据悉,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的,这种材料有利于提高锂硫电池的循环稳定性。硫化聚丙烯腈复合物电极与商业化隔膜(pp)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。pp膜,也即聚丙烯膜,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。但是其长循环过程中,会有内部短路的情况,造成危险;另外在锂硫电池中也无法阻隔多硫化锂的通过,导致容量损失和循环性能、安全性能不佳。使用工大长期研制的一种凝胶聚合物膜来替换pp膜,能够提升材料的高温性能,电极的电化学性能在常温、5060条件下都优于商业化PP膜。这拓宽了电子器件的使用范围。另外,凝胶聚合物膜具有更好的安全性能。

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