锂硫电池研究进展

国内外研究现状
❖ 2核壳结构(起到对多硫离子限域作用) 以石墨烯包覆S颗粒：以聚乙二醇（PEG）修饰硫，然后 用一种更加温和的负载了炭黑的GO包覆在其表面，然后 冷冻干燥。即得到正极材料。100圈以后得到电容为600以 上。未考虑到体积膨胀的问题
国内外研究现状
❖ 斯坦福大学以TiO2的先驱体包覆S粒子，然后水热处理后， 得到TiO2/S的核壳结构，最后用甲苯溶解掉一部分S，得 到下图的蛋黄壳结构。初始容量和1000圈后的库伦效率是 1,030 mAh g-1(0.5 C) 和98.4%。需参加额外的导电剂
国内外研究现状
❖ 另外还有将纳米线外包覆聚苯胺，然后热处理得到氮 掺杂多孔碳包覆的纳米线，然后渗硫的正极材料初始 电容为1170 mAh g-1，200圈后可逆容量为590 mAh g-1 （0.5 C）。合成方法繁琐不易控制循环寿命短
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4 采用全固态结构电池
国内外研究现状
5 采用电化学控制的测试手段
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国内外研究现状
6 改进电池其他结构
国内外研究现状
通过对这些文献的分析发现一个普遍的问题，就 是大多研究只追求了高的放电比容量和长的循环 寿命，而忽视了电池材料硫含量和极片硫载量 (“双低”问题)。
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国内外研究现状
❖1 多孔碳(提供导电骨架，限制多硫化物溶解) nazzer在09年首先打破多年的技术瓶颈，通过纳 米铸造法以SBA-15作为硬模板合成了CMK-3。用 PEG包覆之后首次电容增加到1320mA h g-1。200 圈循环之后稳定在1,100 mA h g-1。
国内外研究现状
除了热处理渗硫和化学方法渗硫以外，还有一种以 H2S为S源的方法：孙福很等先以氧化硅为模板包覆含 氮的碳源，热处理后再刻蚀掉SiO2,得到富氮介孔碳， 在通入H2S气体。 1172 mAh g-1左右，100圈后的可逆 容量为 874 mAh g-1，库伦效率为97%。
课题背景及意义
锂硫电池：成本低、环境友好、材料来源充足、 理论比容量（1675 mAh g-1 ）和比能量（2500 Wh kg-1）大
课题背景及意义 Li/S电池主要结构
存在问题： 1、S的绝缘性。 2、多硫化物溶解造成活 性物质流失和Li负极的活 性降低，从而导致循环寿 命降低。 3、S在放电过程中体积发 生膨胀，使结构稳定性发 生破坏。
国内外研究现状
❖ 3纳米线导电网络
也有以带孔的碳纳米线为载体合成的正极活性材料。 具体方法是将溴化十六烷基三甲铵加入HCl之后，再 加入(NH4)2S2O8，搅拌，降温到0-5度。形成吡咯单体 纳米线。干燥后600度热处理，然后用NaOH活化成 多孔状渗硫。在电流密度0.2C，180圈循环后比容量 保持在 749.8 mAh g−1在高电流密度1 C循环200圈仍 保持 666.0 mAh g−1。
主要内容
1
课题背景及意义
2
国内外研究现状
3
目的内容及方案
4 方案依据及已经取得的进展
课题背景及意义
在强大的社会发展需求推动下,锂二次电池技术不断向高能量 密度、高功率密度、和长循环寿命等几个方向发展
输出电压高
能量密度高
使用寿命长
锂离子 电池
自放电率低
环境友好
易携带
课题背景及意义
目前己商品化的锂离子电池的能量密度已达150200 Wh/kg。但受到LiCoO2,LiMn204和LiFeP04等 传统正极材料和碳负极材料自身理论容量的限制, 很难进一步提升其能量密度。