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锂电池大介孔碳正极材料

作者: 来源:综合报道 发布时间:2012-08-20 浏览:0次
     中国储能网讯:锂硫电池的正极材料包括多孔碳,如大介孔碳、活性碳、碳凝胶等;碳纳米管、纳米结构导电高分子材料,如MWCNT、PPy、PANi/PPy等;以及PAN。 
 
  中国防化研究院的王维坤博士在9月16日于上海复旦大学举行的“未来电动汽车高能电源研讨会”上表示,大介孔碳可通过充填单质硫形成寄生型碳硫复合物。利用碳的高孔容(>1.5cm3/g),保证硫的高填充量,实现高容量;利用碳的高表面密度(>500cm2/g)吸附放电产物,提高循环稳定性;利用碳的高导电性(几S/cm)改善单质硫的电绝缘性,提高硫的利用率和电池的充放电倍率性能。 
 
  大介孔碳的制备过程是:采用纳米CaCO3作模版,酚醛树脂作碳源,经过碳化、CO2内活化、HCL去模版、水洗。表面密度为1215cm2/g,孔容为9.0cm3/g,电导率为23S/cm。然后,与硫在300℃高温下共热,制备成LMC/S材料,其中S占70%。 
 
  由于硫电极低电压平台的高低与电解液的粘度密切相关,粘度越大,低电压平台越低;电导率与粘度比值越高,电池的电化学性能越好。因此,电解液的优化组成为0.65MLiTFSI/DOL+DME(体积比为1:2)。 
 
  明胶粘合剂具有良好的粘附性、分散性,在锂硫电池电解液中不溶解、不溶涨,能促进多硫离子在充电时完全氧化成单质硫,可提高锂硫电池的放电容量和循环性能。 
 
  多孔电极采用“冷冻干燥、冰晶制孔”工艺制备,可保证电解液的深层浸润,减少因放电产物的覆盖导致活性反应部位的损失。 
 
  防化研究院1.7Ah锂硫电池的能量密度为320Wh/kg;在100%DOD放电下,循环100次,容量保持率约为75%,循环效率最高为70%。第1年自放电率约为25%,平均每月自放电率在2~2.5%;0℃放电容量达到常温容量的90%以上,-20℃时的容差为常温容量的40%;过放/过充电时,电池不燃不爆,过充电时,电池鼓胀,内部有气泡产生。 
 
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关键字:锂电池 正极材料 储能材料

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