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石墨烯基锂硫电池让超级电容成为可能

作者:捷胜石墨 来源:www.gdshimozhipin.com 浏览次数: 日期:2016/6/13 10:25:35 分类:生活 作者心情:晴

 石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。由于石墨烯拥有超乎想像的导电能力,石墨烯电池概念成为突破目前电池技术瓶颈的救命稻草。尤其国内电动汽车行业但凡有技术突破都与石墨烯电池挂钩。如今石墨烯基锂硫电池的研发,更是将石墨烯电池的研发带上“高速路”。

近日,我国相关科研人员带领的先进物质与界面物理研究团队在物质的界面结构调控、表征和特性研究领域开展了一系列研究工作。研究团队在新型石墨烯基锂硫电池正极材料方面发现,锂硫电池具有高理论能量密度 (2600 Wh/kg),且单质硫价格低廉、环境友好的优点,但是,如何提高活性物质硫的利用率并改善循环稳定性等成为目前的一个主要问题,这也引起了科学界的广泛关注。

对于上述问题,研究人员在制备N-掺杂石墨烯基础上,采用熔融-扩散的方法获得碳-硫复合材料,并进一步通过原子层沉积 (ALD)对碳硫体系界面进行调控。获得的N-掺杂石墨烯具有高吡啶、吡咯氮含量、大比表面积以及丰富的孔结构等优点,大幅提高了石墨烯材料的表面化学活性。碳-硫复合材料可以通过碳材料物理吸附和N-掺杂的化学吸附对充放电过程中产生的多硫离子进行有效束缚,ALD改性则可进一步起到原位吸附和屏蔽作用,从而有效抑制充放电过程中的“穿梭效应”,最终得到优异的电化学性能。作者还通过理论计算对氧化物与多硫离子的结合能力进行了深入研究。

随着研究的不断深入,技术难题的接连攻克,应用范围也在不断拓宽,相信石墨烯器件时代已为期不远,现在也可以期待一下这一"21世纪的神奇材料"会带来怎样的惊喜。