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锂硫电池具有大的理论容量和高的能量密度以及正极材料硫来源广泛、环境友好等特点,有望成为下一代高性能锂离子电池。但其商业化应用仍存在诸多技术挑战,如固体硫化物的导电性差,可溶性多硫化物中间体的穿梭效应以及充放电过程体积变化大等问题。
目前,研究者们已探索了多种方式解决以上问题:
(1) 通过电极结构设计增强导电性并抑制多硫化物的扩散;
(2) 通过调节电解液成分、隔膜结构、粘结剂成分来抑制穿梭效应;
(3) 在金属锂负极表面进行保护,防止多硫化物和锂的副反应。
【成果简介】
尽管如此,活性物质的不可逆损失仍未完全解决。近日,北京大学郭少军研究员及博士后张业龙将缺陷化学与锂硫电池有机结合,首次在锂硫电池体系中巧妙地引入“正电荷硫空位”这一概念,首次合成了富1T相MoS2及富正电荷硫空位的MXene/1T-2H MoS2-C杂化材料,利用大量的“正电荷硫空位”,有效锚定负电性多硫化物阴离子,利用三维MXene及1T MoS2提供快速的电子导电通道。该材料表现出优异的电化学性能。在0.1 C的电流倍率下,该材料的纽扣锂硫电池比容量为1194.7 mAh/g。在0.5 C的倍率下,循环300次后,电池容量可维持在799.3 mAh/g,每圈仅衰减0.07%。该材料组装的软包锂硫电池可实现40圈的稳定循环。
【图文导读】
该工作不仅设计了1T/2H相界面、丰富的正电性S空位、三维的MXene导电骨架,并将物理吸附、化学吸附作用、缺陷化学、界面催化结合,利用MXene/1T-2HMoS2-C的催化效应及其限域锚地作用,实现了多硫化物的快速可逆转化,为锂硫电池正极材料的设计提供了一种有效方法,为开发高性能锂硫电池提供思路,开启了缺陷化学与锂硫电池的有机结合,对锂硫电池的设计和实用化有指导意义。
图1 MXene/1T-2H MoS2-C制备及表征
图2 MXene/1T-2H MoS2-C-S软包锂硫电池循环性能
Yelong Zhang, Zijie Mu, Chao Yang, Zhikun Xu, Shan Zhang, Xiaoyan Zhang, Yingjie Li ,Jianping Lai, Zhonghui Sun, Yong Yang, Yuguang Chao, Chunji Li, Xiaoxiao Ge, Wenxiu Yang, Shaojun Guo; Rational Design of MXene/1T-2H MoS2-C Nanohybrids for High-Performance Lithium Sulfur Batteries; Advanced Functional Materials(2018); DOI: 10.1002/adfm.201707578
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5月25日欧洲汽车制造商Stellantis集团宣布,已通过旗下风险投资部门投资美国初创电池材料公司利腾(Lyten),推动开发锂硫电动车电池、轻质复合材料和车载感应解决方案。两家公司在声明中说,与传统的锂离子电池不同,利腾公司开发的锂硫电池不使用镍、钴或锰,从而使碳足迹比目前的电池低60%。此外,
2月3日,北极星电池网获悉,安徽通能新能源科技有限公司年产0.3GW锂硫电池项目环境影响评价文件已批复。文件显示,安徽通能新能源科技有限公司拟在安徽省马鞍山市郑蒲港新区马鞍山保税区世港通产业园A1厂房投资建设年产0.3GW锂硫电池项目,项目总占地面积约为16000m2,建设锂硫电池生产车间一座,配备
据媒体报道,日前《自然通讯》公布了美国能源部下属阿贡国家实验室成功开发并测试了全新锂硫电池。研究人员表示,其开发出的电池原型拥有700次的充放电循环次数,且能量密度有机会做到2600Wh/kg,这一电池的能量密度是当前4680电池的10倍左右。“现在是磷酸铁锂和三元锂电池,2022-2025年是固态电池和
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4月11日,山东省人民政府印发济南都市圈发展规划(2024—2030年)(鲁政字〔2024〕34号)。其中提到,立足泰安市(泰山区、岱岳区、肥城市)发展基础,聚力推动“泰山锂谷”“泰山数谷”等一批战略性新兴产业融合集群发展,加速建设“千万千瓦级多元新型储能基地”。规划还指出,前瞻布局未来产业。围
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国小软包锂离子电池行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球小软包锂离子电池出货量54.8亿只,同比下滑2.6%,已经连续两年同比下滑。EVTank表示,全球小软包电池出货量的下滑叠加价格的下跌导致整个行业的市场规模在2023年同比下
日前,合康新能在在互动平台上表示,公司目前没有研发储能锂离子电池。
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得益于电池技术不断提升,以及中高端新能源乘用车车型增多,新能源汽车电池包容量越做越大正成为趋势。电池中国观察到,近段时间,国内多款热门中高端新车均搭载了70kWh-150kWh带电量的“大”电池包,纯电续航里程超600公里,甚至1000公里。这意味着“大”电池包已成为中高端新车标配,(超)长续航也成
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4月9日,宁德时代德国图林根工厂获得了大众汽车集团模组测试实验室及电芯测试实验室双认证,成为全球首家获得大众集团模组认证、欧洲首家获得大众集团电芯认证的电池制造商(全球首家获得大众集团电芯认证的电池制造商为宁德时代集团总部)。此次认证,是国际一流车企对宁德时代测试验证能力,以及技术
在全球绿色能源和技术的发展浪潮下,我国电源结构持续优化,可再生能源发电装机规模屡创新高。目前,我国已建成了世界上最大的清洁电力供应体系,在全球清洁能源技术价值链中发挥着核心作用。不同于传统能源的是,可再生能源存在着供应不稳定的特点。不同地区、气候下的能源供需存在巨大的差异,在传统
2024年4月7日,为做好电动自行车废锂离子电池回收处置工作,提升电动自行车全链条管理水平,工业和信息化部节能与综合利用司组织召开电动自行车废锂离子电池回收体系建设座谈会,部分地方工业和信息化主管部门、自行车协会及电动自行车生产企业有关人员参加会议。会上,地方工信部门介绍了本地区在推动
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