曼彻斯特大学研发新型阴极 让锂硫电池蓄电量提升100%

据国外媒体报道，曼彻斯特大学的一个研究小组开发了一种石墨烯掺杂阴极，以实现高度稳定的锂硫电池。研究人员在论文中说，由这种正极材料制成的锂硫电池的存储容量增加了100%，在0.5 C、1 C、2 C和3 C充电时可以承受500次充放电循环。

(图片来源:曼彻斯特大学)阴极结合了激光合成的硫(S)、掺杂氮(N)的石墨烯电极(无粘结剂)和负载硫化钼(MoS2)的纳米颗粒。氮和硫掺杂的多孔石墨烯结构通过产生二氧化硫增强界面的吸附能力，二氧化硫通过促进含氧官能团与硫的化学结合抑制多硫化物向电解液扩散。低电解质电阻、低相间接触电阻和低电荷转移电阻加速了激光诱导氮硫掺杂石墨烯中电子和锂离子的传输。理论上锂硫电池的比容量很高，达到1675 mAh/g，能量密度也很高，达到2600 Wh/kg，是未来电池的潜在选择。虽然锂硫电池的实际能量密度只有550 ~ 660 Wh/kg，是理论能量密度的20%，但这个水平的能量密度已经在LiCoO2正极制成的锂硫电池中实现了。因此，实现更高水平的容量和能量密度是锂硫电池面临的主要挑战之一，循环稳定性低也阻碍了锂硫电池的实际应用。可溶性多硫化锂是硫阴极电化学反应中造成穿梭效应的关键因素，会导致锂硫电池循环稳定性低。因此，科学家们采用了脉冲UV(紫外激光)直写技术，形成了负载多种纳米颗粒(如银、铂、硅和硫化钼)的硫和氮掺杂的石墨烯电极，其中硫化钼由特殊配方的有机墨水和多种颗粒制成。该工艺是一步成型工艺，不需要粘结剂来形成锂硫电池的阴极集流体。这种工艺可以使锂硫电池经受长时间的充放电循环，而且几乎不会降低其储存容量。据国外媒体报道，曼彻斯特大学的一个研究小组开发了一种石墨烯掺杂阴极，以实现高度稳定的锂硫电池。研究人员在论文中说，由这种正极材料制成的锂硫电池的存储容量增加了100%，在0.5 C、1 C、2 C和3 C充电时可以承受500次充放电循环。

(图片来源:曼彻斯特大学)阴极结合了激光合成的硫(S)、掺杂氮(N)的石墨烯电极(无粘结剂)和负载硫化钼(MoS2)的纳米颗粒。氮和硫掺杂的多孔石墨烯结构通过产生二氧化硫增强界面的吸附能力，二氧化硫通过促进含氧官能团与硫的化学结合抑制多硫化物向电解液扩散。低电解质电阻、低相间接触电阻和低电荷转移电阻加速了激光诱导氮硫掺杂石墨烯中电子和锂离子的传输。理论上锂硫电池的比容量很高，达到1675 mAh/g，能量密度也很高，达到2600 Wh/kg，是未来电池的潜在选择。虽然锂硫电池的实际能量密度只有550 ~ 660 Wh/kg，是理论能量密度的20%，但这个水平的能量密度已经在LiCoO2正极制成的锂硫电池中实现了。因此，实现更高水平的容量和能量密度是锂硫电池面临的主要挑战之一，循环稳定性低也阻碍了锂硫电池的实际应用。可溶性多硫化锂是硫阴极电化学反应中造成穿梭效应的关键因素，会导致锂硫电池循环稳定性低。因此，科学家们采用了脉冲紫外(UV)直写技术来形成负载多个纳米粒子的硫和氮掺杂的石墨烯电极……微粒(如银、铂、硅和硫化钼)，其中硫化钼由特殊配方的有机油墨和多种颗粒制成。该工艺是一步成型工艺，不需要粘结剂来形成锂硫电池的阴极集流体。这种工艺可以使锂硫电池经受长时间的充放电循环，而且几乎不会降低其储存容量。

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