锂硫电池,能源领域研究的热点之一。耶鲁大学科学家开发出一种超薄涂层材料有望延长锂硫电池寿命,改善效率,
3月20日,这项工作发表在著名杂志《PNAS》上。研究人员认为这一新材料—树状大分子-氧化石墨烯复合膜,可以应用在任何硫阴极上。
涂覆状大分子-氧化石墨烯复合膜的硫阴极可以稳定充放电超过1000次,增强了电池的效率和循环次数。
耶鲁大学化学系副教授Wang Hailiang,这项研究的首席研究员说道:“这一方法对任何硫电极通用可行,均可增加充放电循环的稳定性。”此外,该材料很轻、薄,不会影响电池的整体尺寸和质量,因此不会降低电池的能量密度。
新型正负电极被认为是发展下一代高能量密度电池的主要发展趋势。锂电池目前达到它们容量的极限,很多研究人员认为锂硫电池是一个突破方法。硫,不仅质轻、存量丰富,同时有很高的理论储能容量。但是现存的锂硫电池技术存在充放电循环过程中容量损失的问题。
耶鲁大学团队结合两种不同的材料的优点,将机械性能优异的氧化石墨烯和树枝状大分子限制多硫锂,得到一种凝胶状的浆料,可以轻松的在硫电极上涂覆一层100纳米的薄膜。
图文速递:
Figure 1. 树枝状大分子(Naph-Den)的合成和硫电极的制备
Figure 2. Naph-Den-mGO/GO-S电极和GO–S电极在电化学性能上的对比
Figure 3. 负载更多硫含量的 Naph-Den–mGO/GO–S电极的电化学性能
Figure 4. Naph-Den-mGO/GO-S电极经过长时间循环后的表征(A)EIS谱 Nyquist图(B)和(C)分别为表面和侧面的SEM(D)经过循环后,电极的垂直横截面的EDX
Figure 5. XPS 分析 Naph-Den 和LPS之间的作用
原文链接:
http://www.pnas.org/content/early/2017/03/14/1620809114
来源:高分子科学前沿 农夫山泉 来稿
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