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化石能源的快速枯竭以及其对环境的危害使人们不得不转向可再生能源和高效的能源储备技术。可充电的锂硫电池备受瞩目。因为其不仅具有极高的理论能量密度2600Whkg-1,同时还使用了储量丰富的,便宜而且低毒性的硫作为阴极材料。但是目前锂硫电池容量衰减问题严重。电池中间产物多硫化锂会溶于液态电解质中,而且充放电时硫体积的巨大变化会导致结构的不稳定和电极接触不良。因此,怎么解决上述问题就成为了当下锂硫电池的热点。
近日,加拿大滑铁卢大学的陈中伟课题组提出了一种对多硫化物进行的结构和化学上的协同包埋法。使用MnO2纳米片修饰的中空纳米硫球复合电极,锂硫电池循环超过1500次仍能保持良好的性能。
本文的思路在于设计一种表面修饰的中空结构,通过结构上和化学上的协同作用来解决硫电极的问题。结构上,中空的硫球提供了缓冲的空间,能够减轻体积变化带来的影响;实验中还发现,由于位阻效应,多硫化物会向硫球内部扩散。化学上,MnO2纳米片表面修饰的硫球能够牢牢的吸附多硫化物,减少容量的损失。
锂化过程示意图:(a)纯硫球,多硫化物溶解问题严重;(b)多孔碳球作为结构约束,多硫化物溶解扩散问题仍然发生;(c)MnO2表面修饰中空硫球,提供结构和化学包埋作用;(d)溶解的多硫化物偏向内扩散,或者牢牢吸附在MnO2纳米片上。
图1.(a)S-MnO2纳米复合物的合成图示(详见附录);(b)SEM图;(c)TEM图;(d)暗场STEM图;(e)MnO2的HRTEM图;(f)纳米球的暗场STEM图以及元素S,Mn和O的EDS图;(g)纳米球的XRD图(h)Mn和S的XPS芯能级谱。由图可知,中空硫球直径300nm左右,薄纱状的MnO2是二维的纳米片,其很好的包覆在硫球上。硫球主要成分是立方结构的硫,TGA分析含量为75.5wt%。
利用SEM,HAADF,TEM,EDS,EELS,XRD等技术对修饰过的硫球进行研究观察。
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北极星售电网获悉,安徽电力交易中心发布了关于征求2024年安徽省电力中长期交易配套实施细则意见的通知,其中2024年安徽省独立新型储能电站充放电损耗费用补偿细则(征求意见稿)提到,独立储能企业充放电损耗费用补偿结算季结季清,与每季度最后一月电能量电费一并结算。对于独立储能企业电站充放电效
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通过与美国能源部(DOE)另外两个实验室--布鲁克海文国家实验室和SLAC国家加速器实验室的合作--伯克利实验室科学家MarcaDoeff带领的研发小组惊奇的发现,使用喷雾热分解这一简单的技术,能够克服NMC阴极电池最大的问题--表面反应性,这个问题导致电池材料性能退化。常规材料表征技术无法解释为什么通过采
咱们日常生活中使用的绝大多数电池都是锂电池,依靠锂电池内的各种物质发生化学反应从而产生电能。随着科技的进步,锂电池的性能逐渐不能满足日常生活的需要了,尤其是新能源车所使用的大型电池。这也就是科学家们正在努力解决的问题。2009年5月,加拿大滑铁卢大学的研究人员表示,他们研制成功了一种
近日,丰田北美研究所(TRINA)的科研小组开发出了一种新型锂电池纳米硫阴极材料,这种材料采用了类似于块菌的结构,其中包括嵌入空心碳纳米球体的硫粒子以及密封柔性叠层(LBL)纳米膜碳导体。目前TRINA已经在英国皇家化学学会(RSC)《能源与环境科学》期刊中发表了论文。在论文中,研究人员指出,新型纳米
日前,美国耶鲁大学和东南大学在化学TOP杂志JournaloftheAmericanChemicalSociety上合作刊发论文:通过对阴极材料的全新设计,锂硫电池的循环寿命增长,并具有超常循环容量保持率,这一突破将进一步推动锂硫二次电池走向实际应用。该文的第一作者为东南大学孙岳明教授团队的范奇博士。东南大学孙岳明教
根据国外媒体报道,锂电池的发明者JohnGoodenough最近领导德克萨斯大学的一支研究团队发现了一种让廉价、安全的钠离子电池成为可能的关键元素。我们都知道,电池主要由三部分所组成,分别是阳极、阴极和电解质。电解质当中的化学反应可致使电子在带负电荷的阳极附近聚集,然后再流向带正电荷的阴极。相
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