新材料与能源化学研究室
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锂硫、锂空电池
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1)锂硫电池 锂硫电池是一种可循环使用持续充放电的二次电池。典型的锂硫电池由锂负极、硫正极和电解液组成,并通过硫-硫键的断裂和生成实现电能与化学能之间相互转换的一类新型电池体系。相比于锂离子电池,锂硫电池功率密度有显著的提升。以锂负极和硫正极进行计算,锂硫电池理论功率密度可达2500 Wh/kg,是商业锂离子电池的5倍。此外,活性物质硫本身无毒且储量丰富,可保证锂硫电池沿着更生态、更经济的方向发展。原始硫正极导电性通常较差、易发生多硫化物穿梭效应,制约了锂硫电池商业化应用。合理设计并可控制备形貌结构合适的导电载体,并引入硫正极中,以此提升硫正极导电性,有效抑制多硫化物穿梭效应,实现锂硫电池的商业化应用的有效策略。

2)锂空电池 锂空气电池作为一种分别以空气中氧气和金属锂为正、负极活性物质,并根据二者之间的氧化还原反应实现能量存储与转化的电化学装置。锂空气电池理论能量密度高达5200 Wh/kg (氧气计算在内),比锂离子电池具有更高的能量密度,被视为最有发展前景的下一代电池体系之一。根据锂空气电池的构造和工作原理,空气正极是决定其性能的最关键因素。锂空电池正极的充放电过程涉及氧气的析出和还原,设计开发催化活性高且稳定性好的氧双效催化剂是关键,亦是实现锂空电池商业化应用的核心问题。






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