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美国耶鲁大学联合北京大学的科学家们开发了一种超薄的涂覆材料,可以延长锂硫电池的使用寿命,提高锂硫电池的效率

2017-03-22 386浏览 标签: 涂覆材料锂硫电池中国美国

2017320日,美国耶鲁大学介绍了其联合北京大学的科学家们开发出的一种超薄的凝胶状涂层材料,可以延长锂硫电池的使用寿命,提高锂硫电池的效率。这是目前最有前景的能源研究领域之一。

左:在载玻片上的超薄材料,通过将凝胶状浆料浇铸在铜箔上而后将膜转移来制备;右:涂有一层新材料的电极


这项研究的相关成果发表在了近期的Proceedings of the National Academy of Sciences(《美国国家科学院院刊》,PNAS)杂志上。在研究中,科研人员描述了一种新材料,是由萘酰亚胺官能化聚酰胺-胺型树枝状大分子和氧化石墨烯纳米片层复合得到的超薄膜,这种薄膜起到循环稳定性的作用,可以应用于任何种类的硫电极。材料中的树枝状大分子结构可以通过物理和化学结合有效限制电极上的多硫化物,从而提升电极的循环稳定性;氧化石墨烯纳米片层则提供了优秀的机械强度,保证了薄膜的超薄性和坚固性。

研究团队将这两种材料组分结合,制备得到凝胶状浆料。这种浆料可以容易地在硫电极上进行涂覆,得到厚度为100纳米左右的超薄膜。根据测试,添加了涂覆材料的硫电极可以稳定地进行超过1000次的充放电循环,有效增强了电池整体的效率和循环次数。

研究人员表示,这种方法是普适的,因为这种薄膜可以应用于几乎任何种类的硫电极,提高其循环稳定性;而薄膜的极端轻薄,使其不会影响电池的整体尺寸或重量,因而可以不影响电池的能量和功率密度。

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