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相似文献
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1.
通过静电纺丝、热亚胺化和碳化过程,将氮化硼纳米片(BNNSs)负载在碳纤维(CFs)表面,组成用于修饰商业聚丙烯(PP)隔膜的氮化硼纳米片/碳复合纤维(BNNSs/CFs)复合材料。BNNSs和CFs的协同作用为电池提供了额外的导电路径,并将可溶性多硫化锂固定在正极区域。结果表明,采用10BNNSs/CFs-PP隔膜的电池在0.05C下的初始放电容量高达1 295.7 mAh·g-1,当电流密度增加到1C时,以10BNNSs/CFs-PP为隔膜的电池也具有良好的长期循环稳定性,在400次循环后最终容量高达568.1mAh·g-1,每次循环容量衰减0.073%。  相似文献   

2.
通过静电纺丝、热亚胺化和碳化过程,将氮化硼纳米片(BNNSs)负载在碳纤维(CFs)表面,组成用于修饰商业聚丙烯(PP)隔膜的氮化硼纳米片/碳复合纤维(BNNSs/CFs)复合材料。BNNSs和CFs的协同作用为电池提供了额外的导电路径,并将可溶性多硫化锂固定在正极区域。结果表明,采用10BNNSs/CFs-PP隔膜的电池在0.05C下的初始放电容量高达1 295.7 mAh·g-1,当电流密度增加到1C时,以10BNNSs/CFs-PP为隔膜的电池也具有良好的长期循环稳定性,在400次循环后最终容量高达583.1mAh·g-1,每次循环容量衰减0.069%。  相似文献   

3.
孙皓  宋程威  庞越鹏  郑时有 《化学进展》2020,32(9):1402-1411
锂硫电池具有较高的理论比容量(以硫计1675 mAh·g-1和2600 Wh·kg-1),以及低成本和绿色环保等优势,成为最有前景的下一代可充电储能器件之一。然而,锂硫电池内部严重的多硫化锂穿梭现象导致了电池容量的下降和使用寿命的快速降低。为实现锂硫电池的商业化,其严重的“穿梭效应”亟需改善。普通的商业隔膜有很大的孔径(500 nm),且不具有阻碍多硫化锂迁移的功能。因此,对隔膜进行表面修饰,引入功能化修饰层就成为了一种很有效的策略。本文综述了近年来隔膜表面修饰所遵循的方法以及在此基础上开发的新型隔膜,并对功能化的隔膜在提升锂硫电池性能上的前景进行了展望。  相似文献   

4.
杨凯  章胜男  韩东梅  肖敏  王拴紧  孟跃中 《化学进展》2018,30(12):1942-1959
锂硫电池具有远超锂离子电池的高理论比容量(1675 mAh ·g-1),并且兼具硫资源丰富、生产成本低廉以及环境友好等优势。然而,多硫离子的穿梭效应造成金属锂负极钝化、引起电池容量和库仑效率下降、循环稳定性变差等严重问题,限制锂硫电池的实际应用。从正极和负极之间的隔膜层出发,引入多硫离子穿梭的阻挡层被认为是极为有效的研究策略。这些研究策略在缓解多硫离子穿梭、提高活性物质利用效率、延长循环寿命和循环稳定性方面具有显著效果。本文分类综述了近年来锂硫电池隔膜功能化的研究进展,并对未来隔膜功能化的研究趋势进行了预测。  相似文献   

5.
锂-硫电池由于具有高比能量以及硫廉价易得等优势而受到人们的广泛关注. 但其实际应用仍面临着来自于正极、电解液以及负极等方面的诸多挑战,具体包括硫正极的溶解、多硫化合物的“穿梭效应”及金属锂负极的枝晶问题. 本文以课题组近期的研究结果为主线,综述了近两年来关于锂-硫电池的研究进展,重点探讨了碳硫复合物正极、硫化锂正极、复合隔膜设计和电解液方面的研究进展,并总结了各方面存在的问题.  相似文献   

6.
严重的多硫化物穿梭效应和转化缓慢等问题导致锂硫电池容量迅速衰减,其大规模应用受限。本文将金属有机框架材料(MOF)衍生碳(Ni,Co)/C用于锂硫电池隔膜改性,很好地解决了上述问题。钴镍双金属的协同作用分别实现了大量又快速的化学固硫和抑硫的可逆性,显著提高了锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。在1C的电流密度下,(Ni,Co)/C改性隔膜电池的容量在第1次循环时可以达到1035.6 mAh·g-1,在500次循环后容量仍保持662.2 mAh·g-1,容量保持率为63.9%。此外,本工作克服了二元金属基MOF制备难的问题,使用简单快速的室温液相合成法制备了柱状镍钴二元MOF,该法有望实现MOF的宏观制备。  相似文献   

7.
先进储能系统的开发对于满足电动汽车、便携式设备和可再生能源存储不断增长的需求至关重要. 锂硫(Li-S)电池具有比能量高、原材料成本低和环境友好等优点,是新型高性能电池研究领域中的热点. 然而,锂硫电池面向实际应用还存在许多问题,如可溶性多硫化物中间体的穿梭效应、锂枝晶生长以及锂硫电池在使用过程中的热稳定性和安全性等. 设计开发多功能涂层隔膜是改善锂硫电池上述不足的有效策略之一,在本综述中,详细论述了锂硫电池多功能涂层隔膜的研究进展. 包括聚合物材料、碳材料、氧化物材料、催化纳米粒子改性的功能化涂层隔膜及增强电池热稳定性、安全性的特种功能隔膜,对其作用特性进行了系统分析,并对未来研究发展提出展望.  相似文献   

8.
通过简单刮涂法制备了氧化石墨烯(GO)涂覆改性的聚乙烯(PE)隔膜,并分析研究了GO的氧化程度对隔膜电学性能的影响。采用X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电实验、多硫化物透过性测试和交流阻抗等方法对GO及其改性隔膜的结构和性能进行了研究。结果表明:GO改性隔膜可以抑制锂硫电池的"穿梭效应";并且既具有较高的氧化程度,又具有较高的导电性的GO-4改性隔膜的电学性能最优;引入该隔膜的锂硫电池在0.2C条件下,首圈放电比容量为900.0mA·h/g,高于未改性PE隔膜的763.2mA·h/g。  相似文献   

9.
以具有菱形十二面体结构的ZIF-67为模板, 采用两步烧结法合成了CoSe2/C复合材料, CoSe2纳米颗粒直径约30 nm, 均匀分散在碳骨架上. 电化学测试结果表明, CoSe2/C复合材料在放电过程中可以加快可溶性聚硫离子的还原反应动力学, 还能够促进不溶性Li2S的沉积过程, 同时加速充电过程中Li2S的氧化分解. 将CoSe2/C作为电催化材料与碳材料混合后用于隔膜修饰, 修饰层面载量仅为0.15 mg/cm2, 其中CoSe2/C的质量分数仅占30%时, 电池依然表现出优异的电化学性能; 当硫载量为4.8 mg/cm2时, 在0.2C倍率下电池初始放电比容量为756 mA·h/g, 经过180次循环后, 容量依然能够维持715 mA·h/g, 每次衰减率仅为0.031%.  相似文献   

10.
随着电子设备和电动汽车对储能设备性能要求的不断提高,锂硫电池因其多电子转化化学赋予的高能量密度受到广泛关注.当前锂硫电池的实用化受到库伦效率低、正极容量快速衰减、负极循环性能差等问题的制约.针对锂硫电池上述瓶颈,设计多功能电解质系统有望大幅提升活性材料的利用效率及循环寿命.本文综述了近年来锂硫电池中多功能隔膜系统的研究进展,具体包括面向抑制副反应的选择性透过隔膜、面向正极的低界面电阻隔膜以及面向稳定负极界面的隔膜.并展望了锂硫电池多功能隔膜系统面临的科学挑战与未来发展的机遇.  相似文献   

11.
通过硬模板法设计、制备了一种具有径向内排列骨架的内放射状中空TiN纳米颗粒(IRHTiNs),并将其与硫(S)复合制备锂硫电池(LSB)正极。随后采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)表征了IRHTiNs及IRHTiNs/S复合正极的结构及成分。在电化学测试中,与C正极相比,以IRHTiNs为正极的LSB表现出了1 250mAh·g-1的高初始比容量,LSB的容量衰减速度明显降低,电池性能显著提升。  相似文献   

12.
徐志康 《高分子科学》2016,34(12):1423-1435
Dual-asymmetric poly(vinylidene fluoride)(PVDF) separators have been fabricated by thermally induced phase separation with dimethyl sulfone(DMSO2) and glycerol as mixed diluents. The separators have a porous bulk with large interconnected pores(~1.0 μm) and two surfaces with small pores(~30 nm). This dual-asymmetric porous structure endows the separators with higher electrolyte uptake amount and rapider uptake rate, as well as better electrolyte retention ability than the commercialized Celgard 2400. The separators even maintain their dimensional stability up to 160 °C, at which temperature the surface pores close up, leading to a dramatic decrease of air permeability. The electrolyte filled separators also show high ion conductivity(1.72 m S?cm―1) at room temperature. Lithium iron phosphate(Li Fe PO4)/lithium(Li) cells using these separators display superior discharge capacity and better rate performance as compared with those from the commercialized ones. The results provide new insight into the design and development of separators for high-performance lithium ion batteries with enhanced safety.  相似文献   

13.
A strong red fluorescent nanocomposite, consisting of graphite-like carbon nitride nanosheets (g-C3N4 NSs) and serum albumin-capped Au nanoclusters (AuNCs), was synthesized. Dopamine (DA) can quench the red fluorescence of the nanocomposite, based on the Forster resonance energy transfer (FRET) mechanism. In this quenching process, the energy is transferred from the fluorescent g-C3N4 NSs-AuNCs to the oxidized DA quinine molecules (DA is easily oxidated to form DA quinine in air). The red fluorescence emission at 420 nm decreases dramatically and the quenching ratio (F0F)/F0 is linearly related to the concentration of DA in the range of 0.05–8.0 μmol L−1 with a detection limit of 0.018 μmol L−1 (S/N = 3). Additionally, this sensor has a potential of application to assay the DA in the real samples, such as human serum and human urine.  相似文献   

14.
Lithium-sulfur(Li-S) batteries belong to one of the promising technologies for high-energy-density rechargeable batteries.However,sulfur cathodes suffer from inherent problems of its poor electronic conductivity and the shuttling of highly dissoluble lithium polysulfides generated during the cycles.Loading sulfur into porous carbons has been proved to be an effective approach to alleviate these issues.Mesoporous and microporous carbons have been widely used for sulfur accommodation,but mesoporous carbons have poor sulfur confinement,whereas microporous carbons are impeded by low sulfur loading rates.Here,a core-shell carbon,combining both the merits of mesoporous carbon with large pore volume and microporous carbon with effective sulfur confinement,was prepared by coating the mesoporous CMK-3 with a microporous carbon(MPC) shell and served as the carbon host(CMK-3 @MPC) to accommodate sulfur.After sulfur infusion,the as-obtained S/(CMK-3@MPC) cathode delivered a high initial capacity of up to 1422 mAh·g~(-1) and sustained 654 mAh·g~(-1) reversible specific capacity after 36 cycles at 0.1 C.The good performance is ascribed to the unique core-shell structure of the CMK-3@MPC matrix,in which sulfur can be effectively confined within the meso/microporous carbon host,thus achieving simultaneously high electrochemical utilization.  相似文献   

15.
Lithium-sulfur (Li-S) batteries are one of the most promising high-energy-density storage systems. However, serious capacity attenuation and poor cycling stability induced by the shuttle effect of polysulfide intermediates can impede the practical application of Li-S batteries. Herein we report a novel sulfur cathode by intertwining multi-walled carbon nanotubes (CNTs) and porous boron nitride fibers (BNFs) for the subsequent loading of sulfur. This structural design enables trapping of active sulfur and serves to localize the soluble polysulfide within the cathode region, leading to low active material loss. Compared with CNTs/S, CNTs/BNFs/S cathodes deliver a high initial capacity of 1222 mAh g−1 at 0.1 C. Upon increasing the current density to 4 C, the cell retained a capacity of 482 mAh g−1 after 500 cycles with a capacity decay of only 0.044 % per cycle. The design of CNTs/BNFs/S gives new insight on how to optimize cathodes for Li-S batteries.  相似文献   

16.
多硫化物(LiPSs)的穿梭效应和低硫利用率会导致电池容量的快速衰减,这严重阻碍了锂硫电池的商业化进程.为了抑制LiPSs的穿梭效应和提高硫的利用率,本工作采用一步高温还原法合成了具有分级多孔结构的N,P共掺杂还原氧化石墨烯(NPG),并将其用于锂硫电池的隔膜改性.高导电性NPG具有丰富的分级多孔结构,提供了大量的Li...  相似文献   

17.
Journal of Solid State Electrochemistry - Mesoporous hollow TiO2 microboxes are synthesized by a two-step solvothermal method via CaTiO3 intermediate. Composite consisting of TiO2 microboxes and...  相似文献   

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