自支撑柔性石墨烯/硫纳米复合物薄膜:柔性锂硫电池电极材料


来源:MaterialsViews

[导读]  近期,南开大学牛志强研究团队结合原位复合和金属还原自组装的方法制备了自支撑柔性石墨烯/硫纳米复合薄膜,复合物薄膜中石墨烯具有连续的网络状结构,硫均匀分散在石墨烯的表面,石墨烯连续的网络状结构不仅为离子和电子传输提供了有效的途径,还可以有效吸附多硫化物并抑制其溶解。

中国粉体网讯  随着便携式电子设备、电动汽车和空间技术等方面的迅速发展,它们对电池的能量密度、功率密度和柔性等提出了越来越高的要求,在各种储能器件中,锂硫电池具有比传统锂离子电池高出一个数量级的能量密度(2567 Wh kg-1),而且,硫来源广泛,价格低,环境相容性较好,受到人们的广泛关注.

虽然近几年人们在锂硫电池领域已经取得了很大进展,但锂硫电池目前仍面临一系列的问题,包括:活性材料硫的利用率低、循环稳定性差和库伦效率低等。为了解决这些问题,传统方法通常将硫与碳材料复合,然后将硫与碳的复合材料与导电剂混合涂覆到集流体上来作为锂硫电池的电极材料。

但是,集流体、粘结剂的添加会增加电极的重量并影响锂硫电池的电化学性能,另外,传统锂硫电池电极的力学性能相对较差,无法作为柔性锂硫电池的电极材料。 

近期,南开大学牛志强研究团队结合原位复合和金属还原自组装的方法制备了自支撑柔性石墨烯/硫纳米复合薄膜,复合物薄膜中石墨烯具有连续的网络状结构,硫均匀分散在石墨烯的表面,石墨烯连续的网络状结构不仅为离子和电子传输提供了有效的途径,还可以有效吸附多硫化物并抑制其溶解。

由于复合物薄膜具有高的导电性,因此,它无需集流体,可以直接作为锂硫电池的电极材料,而且复合物薄膜表现出了优异的充放电容量(首圈放电容量:1302 mAh g-1)、循环稳定性及倍率性能。另外,石墨烯/硫纳米复合薄膜独特的结构使其具有优异的力学性能,在不同弯折情况下可以保持电学性能不变,因此,复合物薄膜可以作为柔性锂硫电池的电极材料,基于复合物薄膜,本工作设计了软包和线状两种结构的柔性锂硫电池,两种柔性锂硫电池器件在弯折情况都表现出稳定的电化学性能。

本研究为锂硫电池在柔性和可穿戴电子器件等相关领域的应用起到了积极的推进作用。


推荐8
相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:中国粉体网"的所有作品,版权均属于中国粉体网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国粉体网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

粉体大数据研究
  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻