[00034216]鋰硫電池及關鍵材料
技術詳細介紹
一、項目簡介
電化學儲能是清潔高效的能量利用方式，是未來綜合解決資源、環境問題的主要技術途徑。鋰硫電池是繼目前鋰離子電池體系之后的新一代高比能鋰電體系。
二、前期研究基礎
研究團隊對鋰硫電池體系開展了較為系統的工作，建立了較為全面的裝配系統和測試系統，取得了系列研究成果。
三、應用技術成果
1.“雙高”硫電極復合材料。要實現可超越現有鋰離子電池的高比能鋰硫電池的商業化應用，不僅需要提高復合正極材料的硫含量（high sulfur content, HSC），還需要有高的硫復合電極的硫載量（high sulfur loading, HSL），形成所謂“雙高”電極。研究團隊采用模板法構筑了一種新型的準二維多孔蜂窩狀Co@N-C材料作為鋰硫電池的載硫基體。蜂窩狀的結構具有最高的密度、最大的可利用空間以及所需要的材料最少等優勢，將這樣一種特殊的結構作為鋰硫電池的骨架材料，不僅讓具有高比表面積的單片蜂窩狀實現高含量的硫復合，還可以通過多層蜂窩片的有序堆積實現高的載硫量，同時保持了Co-N的“雙催化”、多功能的作用，取得了優異的電化學性能（ACS Nano, 2017,11(11), 11417-11424）。
“雙高”電極材料示意圖
2. 非碳類Co4N基體材料。研究團隊首次制備了非碳類介孔Co4N微球作為硫復合電極基體材料，實現了高達95%的載硫量,并取得了優異的電化學性能；同時，該Co4N基體材料對充放電過程中間多硫化物具有更強的親和性、更快的吸附速度、更高的吸附量，是一種理想的硫復合電極基體材料（ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039）。
四、合作企業
無
