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锂硫电池关键材料表面改性研究进展①

2018-08-17梁资拓齐威宇王璐璐童洋武李合琴

电池工业 2018年3期
关键词:复合材料

梁资拓,唐 培,齐威宇,王璐璐,童洋武,张 静,2,李合琴*

(1.合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽 合肥 230009;2.合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009)

传统的锂离子电池受正极材料比容量等因素的限制,难以满足日益发展的能源交通等领域。人们对锂硫电池的研究开始于1962年,硫首次被提出可用作锂电池正极材料[1],随着科学的进步,目前人们对锂硫电池的研究已经取得了较大的突破。锂硫电池以金属锂为负极,单质硫或硫基复合物为正极,具有很高的理论比容量(1675m Ah/g)和能量密度(2600W·h/kg、2800W·h/L)。锂硫电池也具有绿色环保、成本低、比容量高等优点,因此具有广阔的发展空间[2-5],有望取代锂离子电池成为下一代新型电池。然而锂硫电池在充放电时存在较大的体积胀缩、穿梭效应、锂枝晶等问题制约了其发展和应用,因此,对锂硫电池开展深入的研究具有重要的意义。本文从对正极、隔膜、负极等电池关键材料进行表面改性出发,综述了近年来国内外研究人员对于锂硫电池关键材料表面改性的研究成果,为进一步提高锂硫电池性能和将其应用于实际生产提供参考。

1 正极材料单质硫的包覆改性

锂硫电池主要是以单质硫为正极活性材料,但是单质硫具有极差的导电性,室温下离子电导率只有5×10-30S/cm[6],因此需要将正极制成导电剂/硫的复合结构。目前研究者大多使用硫与碳、聚合物和金属氧化物等复合,通过机械混合、包覆等手段制成正极复合材料。……

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