中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，特別是移動(dòng)電子設(shè)備以及電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模使用，人們對(duì)二次電池的能量密度提出了越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的鋰離子電池已經(jīng)難以滿足需求，因此，開(kāi)發(fā)新型的高能量密度二次電池的要求呼之欲出。以單質(zhì)硫?yàn)檎龢O，金屬鋰為負(fù)極的鋰硫電池具有價(jià)格低廉，環(huán)保無(wú)污染的特點(diǎn)，同時(shí)，其近10倍與傳統(tǒng)鋰離子電池的理論能量密度（2600 Wh kg-1）使得鋰硫電池被視為最具有發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮吣芰慷坞姵刂弧?/span>
然而，由于其本身硫單質(zhì)的低導(dǎo)電性以及充放電過(guò)程中多硫化物的溶出問(wèn)題，使得鋰硫電池的實(shí)際能量密度與電池循環(huán)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際應(yīng)用需求，大規(guī)模商業(yè)化面臨許多難題。
將硫單質(zhì)與碳布結(jié)合，形成碳布/硫復(fù)合集流體是提高鋰硫電池性能的常見(jiàn)手段，一方面碳布提供了可觀的導(dǎo)電性能，能夠提高電池容量；另一方面，三維空間的碳/硫集流體在一定程度上夠減緩充放電過(guò)程中多硫化物的溶出，提高電池循環(huán)性能。然而，非極性的碳材料對(duì)多硫化物的吸附能力十分有限，單一的碳硫混合型鋰硫電池還存在諸多困難。
針對(duì)碳布/硫復(fù)合集流體中存在的問(wèn)題，近日，電子科技大學(xué)熊杰教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型的非極性/極性多功能集流體，首次將硫化鎢納米片應(yīng)用與鋰硫電池中。該課題組將帶有極性的硫化鎢納米片利用水熱生長(zhǎng)的方式，大規(guī)模的生長(zhǎng)于碳布表面，制備出了碳布@硫化鎢[email protected]��狀結(jié)構(gòu)以及對(duì)不同多硫化物的極性吸附的性質(zhì)，這種復(fù)合集流體同時(shí)具有碳布的高導(dǎo)電能力和對(duì)多硫化物的極性吸附能力，這使得鋰硫電池的容量和循環(huán)相較與普通碳布/硫集流體有了明顯的提高：相同負(fù)載下，容量從800mAh g−1提高到了1200mAh g−1，且在循環(huán)1500圈后仍能保持首圈90％的容量，這表明由于硫化鎢的極性吸附作用，充放循環(huán)中多硫化物的溶出現(xiàn)象被大大的抑制了。
該工作提出了一種利用非極性/極性復(fù)合材料作為三維鋰硫電池集流體的新思路，不僅對(duì)鋰硫電池的研究有重要意義，同時(shí)對(duì)其他有活性物質(zhì)損失的電化學(xué)儲(chǔ)能器件的設(shè)計(jì)有著啟發(fā)的作用。
