2023-10-07 来源： 长江有色金属网 发布人: rlc666

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据外媒网获悉，汕头大学和北京理工大学的研究人员开发了一种新型的镍基泡沫，旨在缓解锂硫电池的穿梭效应、体积膨胀和其他困扰锂硫电池的问题。“电动汽车的蓬勃发展需要高能量密度、低成本、长寿命的下一代储能技术，”提出该解决方案的研究报告的资深作者吕福申在一份媒体声明中表示。“锂硫电池因其超高的能量密度和大的理论容量而被认为是一种很有前途的储能系统。然而，它们受到硫的电子导电性差、阴极体积变化和穿梭效应的限制。Lu解释说，在充放电期间，多硫化物的转化是一个复杂的多相转变。可溶解的多硫化锂(LiPSs)通过多孔分离器扩散到负极，并与锂金属反应形成不可溶解的锂，造成“穿梭效应”，导致放电容量和循环性能恶化。这是严重阻碍锂硫电池大规模商业化应用的主要缺陷之一。
有效的阴极“目前，锂电池的障碍主要是通过电极和电解质的设计来克服的，”卢说。为了扩大多硫化锂的吸收能力，增强充放电过程中活性硫的生成，电极通常由具有高催化活性的多孔夹层组成。据Lu说，一些金属氧化物纳米颗粒或有机-无机杂化物已经被用来固定锂多硫化物，并促进它们的吸收和转化。然而，这些材料在高硫锂电池中表现出缓慢的氧化还原动力学，因为它们在中间层中积累。在他看来，要获得高效的阴极，碳材料与无机功能材料的结合似乎是可行的策略。然而，催化组合物通常被中间层覆盖，这降低了多硫化物的转化，导致最终无法实现两种功能的协同作用。“近年来，锂硫电池阴极具有优异的多硫化物化学吸附性能和较高的催化效率，人们对此进行了大量的研究。寻找一种可行的策略来整合多种各自的功能，以加速多硫化物的转化，仍然是一个紧迫的问题。”
泡沫镍研究人员表示，他的建议包括生长3D HsGDY或氢取代石墨炔，这是一种具有平面结构和独特性能的新型碳同素异形体，通过激光交叉偶联反应在泡沫镍上分层，以锚定MoS2/Ni3S2，增强含硫材料的导电性。他说:“3D HsGDY框架能够快速吸附多硫化物锂，而Ni3S2/MoS2作为反应中心，具有低电荷转移阻力。”Lu总结说，他的基于镍- 3d hsgdy的电极在锂硫电池中表现出高性能，具有大比容量和高电流密度下的长期稳定性。因此，在阴极中掺入HsGDY可以促进电解液中多硫化锂的吸收和转化，为获得高能量密度锂硫电池提供了新的思路。“锂离子电池已经商业化了几十年。它们的能量密度在过去几年中略有增加，尽管已经花费了大量的研究努力，”卢说。“含hsgdyli - s电池的研究还处于起步阶段，要实现实际应用，还需要进行大量的研究。”