Small Methods: 关于运用于锂硫电池领域的多孔碳材料和隔膜材料的制备技术的发展与展望

smtd201700089-gra-0001-m近几年来,随着可再生能源(石油, 煤炭)的快速消耗以及新能源(太阳能,风能)的快速崛起, 人们迫切地寻求一种更加高效,安全的能量存储技术。传统的储能技术由于受制于较低的能量密度,高昂的成本以及不稳定的安全因素,从而被大大限制了其大规模的工业化运用。正因如此,锂硫电池改进技术的出现重新带给了人们新的希望。锂硫电池,作为一种使用硫为正极,锂为负极的新型储能技术,拥有高达1675 mAh g-1的理论储能容量,大大高于以往的铅酸蓄电池与锂离子电池。不仅如此,硫元素在世界范围内广泛的分布也大大降低了锂硫电池的制备成本,被人们认为是未来大规模新能源存储技术的极佳选择。

但是,一些与生俱来的缺陷也一直困扰着锂硫电池的发展,而这当中以“穿梭效应”导致的充放电寿命快速衰退尤为致命。改良锂硫电池,特别是限制“穿梭效应”的消极影响,已经成为广大科研人员所攻坚的主要阵地。而目前为止,改良的方案也主要集中于新型正极材料与新型隔膜材料的制备方面。多孔碳材料,作为一种具有良好导电能力,极高的比表面积以及稳定的化学性能的优质材料已经在锂离子电池上证明了其广阔的发展空间,因此,大量的新型多孔碳材料也被在锂硫电池当中所广泛尝试,获得了令人满意的成果。

近日,澳大利亚悉尼科技大学清洁能源技术研发中心的汪国秀教授与扬州大学化学化工学院薛怀国教授合作, 总结与分析了锂硫电池中多孔碳材料和隔膜材料的制备技术与运用情况,分类讨论了硬模板法,软模板法,原位模板法,气相沉积技术,静电纺丝技术与生物质制备技术等各种方法的优势与劣势。分析了不同方法的组合运用对材料形貌以及后期电化学性能测试的影响。最后,他们对锂硫电池领域多孔碳材料与隔膜材料的制备所面临的困难与挑战提出了自己的观点。相关成果发表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201700089)上。

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