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电化学活性多功能隔膜涂层提升锂硫电池研究进展
与现有锂离子电池体系相比,锂硫电池具有更高的理论能量密度、更低的成本和环境友好等优势,是下一代高比能电池体系的理想候选之一。硫(S8)是典型的阴离子变价的转换反应正极材料,优点是理论容量高,但缺点在于电化学反应的中间态产物多硫化锂极易溶于醚类电解液,穿梭到金属锂负极发生不可逆反应,被称为“穿梭效应”,是限制锂硫电池循环寿命的最重要原因。同时,在放电过程中,液态的多硫化锂会形成Li2S绝缘层覆盖在正极表面,阻碍电子和离子的传导,使电池的倍率性能下降。因此,解决这些问题的关键在于有效控制多硫化锂的迁移。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心清洁能源重点实验室E01组索鎏敏副研究员与美国麻省理工学院李巨教授和薛伟江博士合作,在前期“嵌入-转化”混合电极大幅提升锂硫电池单体能量密度研究基础上(Nature Energy,4, 374–382,2019),首次开发了一种同时具有高电子-离子电导和电化学活性的Chevrel相Mo6S8隔膜多功能涂层,成功解决了上述问题,并将其应用到锂硫软包电池的研究中。
该新型涂层成功抑制了Li2S绝缘层的形成,实现了传统硫正极的超快速充放(25分钟充满/放空)。该涂层对多硫化锂具有很强的吸附力,成功地阻止了多硫化锂向锂负极一侧的“穿梭”,实现了工业级高负载硫正极的长寿命循环。更重要的是,不同于传统非活性涂层会降低全电池能量密度,该新型涂层可以匹配压实后的硫正极,使能量密度提高20%以上。同时,研究者们与美国布鲁克海文国家实验室合作,利用目前世界上最先进的同步辐射全场X射线扫描成像技术(Full Field X-ray Tomography,FFXT),首次在实际电池运行过程中研究了该涂层材料的演化机理。此外,软包电池的性能测试进一步表明,该多功能涂层的使用可以将循环寿命提高一倍以上,对推动锂硫电池商业化具有非常重要的意义。该研究结果近日发表在Cell旗下全新材料类旗舰期刊Matter上,文章题目为“Manipulating sulfur mobility enables advanced Li-S batteries”。
相关工作得到了科技部重点研发计划(2018YFB0104400)、国家自然科学基金委(51872322)等的支持。
图 1. PP@LixMo6S8相关性质表征及其在锂-硫电池中工作原理示意图。
图 2. PP@LixMo6S8多功能隔膜的原位电化学三维射线成像(In-situ 3D tomography)
图 3. PP@LixMo6S8功能隔膜在扣式锂-硫电池中电化学性能
图 4. PP@LixMo6S8功能隔膜与涂覆碳PP@C隔膜对比图.
图 5. 采用PP@LixMo6S8功能隔膜的软包电池电化学性能
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11月21日,在项目现场了解到,衡川锂离子电池隔膜一期项目8条涂布线调试完毕,4条基膜线的工艺管道、设备基础板正在安装,气体回收、液相回收等配套设施同步安装,200余名工人正在为明年4月试生产做准备。据悉,衡川新能源年产30亿平方米锂离子电池隔膜生产项目,总占地面积36.7万平方米,总投资110亿
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11月13日,金力股份发布消息,就珠海恩捷新材料科技有限公司(以下简称“珠海恩捷”)、上海恩捷新材料科技有限公司(以下简称“上海恩捷”)侵犯公司ZL201810969215.2号发明专利权向广州知识产权法院提起诉讼事项公告。金力股份向上海恩捷提起专利侵权诉讼的情况说明河北金力新能源科技股份有限公司(
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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
韩国电池三巨头悉数进入大圆柱电池领域。电池中国获悉,近日,全球软包电池龙头之一的SKOn宣布,拟筹集约2万亿韩元(约合人民币107亿元)的资金,以加强电池产能投资。据报道,该笔资金将主要用于大圆柱电池等新业务。有消息称,SKOn正在招募46mm圆柱电池领域的专家和方形电池领域的专家,“公司并未限制
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北极星储能网获悉,12月2日上午,孚能科技30GWh新能源电池项目一期15GWh厂房举行了交接仪式。据悉,孚能科技赣州30GWh新能源电池项目位于江西省赣州市新能源科技城,总体规划建筑面积约55万平米,项目分两期建设,规划生产SPS大软包电池。
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珠海冠宇8月21日公告,2023年上半年营收54.74亿元,同比下降4.59%;归母净利润1.40亿元,同比增长125.06%;基本每股收益0.13元。对于报告期内净利润同比增长,珠海冠宇表示,主要原因是受益于美元兑人民币汇率上升、原材料市场价格下降、限制性股票激励计划确认的股份支付费用减少、持续推进精细化管理
7月25日孚能科技发布公告,公司于2023年7月25日接到控股股东FarasisEnergy(AsiaPacific)Limited(以下简称“香港孚能”)及其一致行动人赣州孚创企业管理合伙企业(有限合伙)(以下简称“赣州孚创”)的通知,获悉香港孚能和赣州孚创正在筹划涉及所持公司股份对外转让的重大事项,该事项可能导致公司的控制
日前鹏辉能源子公司珠海鹏辉能源有限公司储能软包电池智能化生产线建设项目环评审批获原则同意。该项目总投资额达8600万元。储能软包电池智能化生产线建设项目主要建设内容包括:在现有厂区内新建1栋厂房(E厂房),建设1条储能软包锂离子电池智能化生产线,目标产能1亿瓦时/年;配套建设甲类仓库,用
5月24日有投资者向新纶新材提问:在动力电池市场中,软包电池的市场份额有多少?新纶新材回复:近年来,在国内软包动力电池、材料和设备生产企业的共同努力下,在叠片、注液、封装等设备的技术和工艺方面取得突破和进步,作为电池轻量化高能化的重要手段,软包动力电池市场占有率在不断提升。根据PCLB2
5月5日下午,湖北阳新举行五月份项目集中签约活动,包含年产万吨绝缘新材料项目、安华聚合物锂电池项目等5个项目,总投资13.8亿元。安华聚合物锂电池项目,落户阳新经济开发区,由湖北安华新能源有限公司投资,计划租赁20000平方米厂房,投资2.5亿元。该项目新建全自动聚合物软包生产线,项目预计生产
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