據(jù)了解，大連化物所吳忠?guī)浾n題組研發(fā)了一種三維石墨烯/納米碳管多孔氣凝膠材料，其可大幅度提升鋰硫電池性能，即高體積能量密度與優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊《納米能源》上。
一直以來(lái)，鋰硫電池被認(rèn)為是一種最具有發(fā)展前景的高比能電池。然而，由于硫單質(zhì)存有質(zhì)量密度低、導(dǎo)電性差，以及循環(huán)過(guò)程中活性物質(zhì)體積效應(yīng)大，多硫化物穿梭嚴(yán)重等問(wèn)題，導(dǎo)致其比容量普遍偏低、循環(huán)性能較差，這大大限制了鋰硫電池的發(fā)展。所以，如何提高鋰硫電池的能量密度和循環(huán)性能是當(dāng)前科學(xué)家重點(diǎn)研究任務(wù)之一。
吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)將所研發(fā)的三維石墨烯/碳納米管多孔氣凝膠材料應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層中，順利構(gòu)筑出自支撐、無(wú)金屬集流體的一體化正極材料。該一體化正極材料具有非常高的壓實(shí)密度、優(yōu)異導(dǎo)電性、良好機(jī)械柔性，能將鋰硫電池的容量提高了3倍，并有效解決了該電池原先因?yàn)槎嗔蚧锎┧蠖鴮?dǎo)致循環(huán)穩(wěn)定性差的難題。經(jīng)過(guò)修飾后的電池即使在大電流的環(huán)境下，也可穩(wěn)定循環(huán)500圈，且容量幾乎為衰退。
此外，更值得一提的是，過(guò)渡元素餅狀六方的三氧化鎢材料也可以作為電極的改性劑。其超大的比表面積與超低的體積膨脹系數(shù)，能將鋰離子電池的容量提高6倍多，以及多次循環(huán)后，電池容量保持率仍然高達(dá)110.2%。
