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蒋建副教授课题组在低碳量Li-S电池研究取得进展
发布时间: 2020-06-16 16:58:45   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

近日,西南大学材料与能源学院蒋建课题组提出了一种正极引入多功能NiFe2O4量子点以最小化碳使用量的设计方案,文章第一作者为研究生二年级学生李宁,该工作成功发表在《Nano-Micro Letters》上,标题为“Curtailing Carbon Usage with Addition of Functionalized NiFe2O4 Quantum Dots: Toward More Practical S Cathodes for Li-S Cells”。该成果表明,引入的NiFe2O4量子点具有良好的导电性、高的振实密度 (~1.32 g cm-3)、低的比表面积 (~19.9 m2 g-1)且对多硫化物具有极好的化学吸附和催化作用。同时,选用NiFe2O4量子点作为碳添加剂替代品,使正极整体碳含量降低到5%水平,从而避免电解液的过度消耗,确保特定能量密度参数。为了验证NiFe2O4量子点的多功能化,我们特意在不加LiNO3电解液情况下评估了电池的电化学性能。代表性示意图如下所示:

1NiFe2O4量子点工作原理示意图

超高能量密度的锂硫电池仍然面临很多问题,诸如电导率低,体积膨胀效应,穿梭效应等。目前将具有优良功能(如气孔/官能团、高比表面积)的多种碳质材料巧妙组合仍是解决上述问题的主流方法。然而,在电极设计中广泛使用导电碳填料将会导致电解液过度消耗,从而阻碍锂硫电池高能量密度的实现。因此,我们从减少碳用量出发提出建设性策略,旨在构建更高效、实用的锂硫电池。