石墨烯释放出锂硫电池的前景

2019-06-21 16:58:25 编辑：来源：

导读许多电池科学家对锂硫电池的潜力感兴趣，因为至少从理论上讲，它们以相对较低的成本提供高能量密度。然而，锂硫电池面临许多挑战，包括硫的

许多电池科学家对锂硫电池的潜力感兴趣，因为至少从理论上讲，它们以相对较低的成本提供高能量密度。然而，锂硫电池面临许多挑战，包括硫的低导电率和在放电循环期间阴极尺寸显着膨胀的趋势 - 这种趋势阻止阴极材料像电池一样密集地堆积在电池中。科学家们想。

为了解决这些问题并使锂硫电池更接近现实，美国能源部(DOE)阿贡国家实验室，伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)和俄勒冈州立大学的研究人员开发出一种新的由硫化锂制成的阴极材料由石墨烯封装。

为了制造阴极材料，Argonne化学家Jun Lu和Khalil Amine加热锂金属，然后将其暴露于二硫化碳气体，这是一种常见的工业溶剂。硫化锂的产生以及石墨烯封装是自发发生的。

“这是一个非常美妙的反应，因为它只需一步即可创造出一种常见的化合物，”卢说。“对于硫化锂电极来说，这种设计似乎非常有趣，因为它具有更高的导电性，稳定性和负载。最重要的是，这种反应可以很容易地扩大到工业生产中。”

该研究发表在Nature Energy上，有助于解决锂硫电池面临的一些挑战。首先，由于硫化锂正极材料已经含有锂(就像它处于完全放电状态一样)，阿贡科学家预计在循环过程中体积不会在阴极中膨胀。

由于其紧凑性和增强的导电性，石墨烯包裹的硫化锂复合材料允许高质量负载 - 这将决定锂硫电池可能的实际应用的关键因素之一。另外，硫化锂阴极可以与非锂金属阳极耦合，这可以避免在许多锂 - 阳极基电池中形成枝晶的问题。

该材料使用Argonne的纳米材料中心的透射电子显微镜和Argonne的Advanced Photon Source的原位同步加速器X射线技术进行研究，这些技术是DOE科学用户设施办公室。

标签：锂硫电池

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