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我团队突破柔性电催化纳米纤维膜反应器锂硫电池技术

2020-06-08 14:09:33
来源:科技日报 作者:张景阳?通讯员?胡红波 评论:0
导语:记者8日从内蒙古纳米碳材料重点实验室获悉,实验室刘景海教授团队联合国内多家高校,成功研发出柔性电催化纳米纤维膜反应器,用以支持锂硫转化化学、电极模块化堆叠技术,可实现实用化高硫负载、高容量和高倍率锂硫电池制备。

  记者8日从内蒙古纳米碳材料重点实验室获悉,实验室刘景海教授团队联合国内多家高校,成功研发出柔性电催化纳米纤维膜反应器,用以支持锂硫转化化学、电极模块化堆叠技术,可实现实用化高硫负载、高容量和高倍率锂硫电池制备。团队相关研成果已于近日在国际著名材料科学领域的期刊《Advanced Functional Materials》上发表。

  刘景海介绍,锂硫电池具有理论能量密度高和低成本等优势,吸引了储能产业界和能源材料领域广泛关注。但是,氧化还原反应动力学迟缓、硫有效利用率低、可溶多硫化锂严重穿梭效应及其与锂负极之间发生的副反应等,一直是锂硫化学转化过程中的科学瓶颈。

  研究团队研发出一种柔性高导电异质核壳结构纳米纤维膜反应器,具有化学吸附、电催化和离子筛功能,可将多硫化锂限制在纳米尺度表面,并加速其可逆转化以催化调制锂硫转化动力学。该纤维膜反应器在转化动力学、离子扩散、电子转移方面显示出优异的性能。

  研究团队通过采用实验与DFT计算结合的研究方法,从化学键的断裂形成及电荷转移角度深入揭示了纳米纤维活性位点的化学限域和电催化调控高硫利用率、高倍率容量和高电流密度长循环容量保持能力的机制。同时,电极模块化堆叠技术构筑了可实用化、高硫负载、高容量的锂硫电池,实现了优于商用锂离子电池的性能,为开发快速充电、高能量、高功率锂硫电池提供了一条创新途径。

(责任编辑:韩梦晨)

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