南京理工在高安全性、长命命锂硫电池方面取得新希望 ...

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原标题：南京理工在高安全性、长命命锂硫电池方面取得新希望

克日，南京理工大学化工学院朱俊武团队在高安全性、长命命锂硫电池范畴取得研究希望，创新计划了多功能阻燃隔层质料，其自身组分间的强耦互助用，不但能提拔其布局稳固性，而且优秀的阻燃特性还能增长硫正极的安全性。别的，电池充放电过程中中心产物多硫化物一旦形成，就会被阻燃隔层化学捕捉，进而有用克制多硫化物的“穿梭效应”，终极得到高安全性且循环稳固性优秀的锂硫电池，办理了锂硫电池安全性和电化学性能不能同时分身的题目。相干研究结果以“Strong chemical interaction between lithium polysulfides and flame-retardant polyphosphazene for lithium-sulfur batteries with the enhanced safety and electrochemical performances”为题，发表在国际质料类顶级期刊《Advanced Materials》上（DOI: 10.1002/adma.202007549），IF=27.3，南京理工大学为该工作的第一完成单元和通讯单元，博士生陈鹏为论文的第一作者，朱俊武和付永胜为共同通讯作者，该工作得到了汪信传授和陆路德传授的引导。

由于理论能量密度高、资源丰富、对情况友爱等上风，锂硫电池被以为是最有潜力的新一代高能量密度电池器件之一。然而，电池充放电过程中中心产物多硫化物的“穿梭效应”会导致电池容量快速衰减，严峻拦阻锂硫电池的贸易化应用。比年来，随着固硫化学的发展和硫电极布局的渐渐优化，锂硫电池技能已经取得了长足的进步。但由于电解液中有机溶剂的可燃性、锂枝晶形成和碳硫混淆物的低着火温度，使锂硫电池的安全性题目成为拦阻实在际应用的关键。因此，如安在进步锂硫电池电化学性能的同时来改善其安全性变得非常紧张。

图1 聚磷腈修饰的多孔石墨烯/碳化纤维素纸作为锂硫电池阻燃隔层的性能、克制“穿梭效应”机制、阻燃机理图

在该工作中，团队将阻燃质料创新性的引入锂硫电池的研究中，计划了多功能阻燃隔层质料，为同时进步锂硫电池的安全性和电化学性能提供了一种全新的计谋。该工作利用简朴的浸渍辅助焙烧方法在多孔石墨烯/碳化纤维素纸外貌通过自由基加成反应修饰一层具有阻燃性能的聚磷腈，组分间的强耦互助用不但能提拔自身的布局稳固性，还能确保其优秀的导电性，使其可以同时作为锂硫电池的阻燃隔层和“副电极”，在容纳硫和电解液之后仍旧具有很好的阻燃性能，提拔锂硫电池的安全性。阻燃隔层中聚磷腈丰富的P-Cl键可与多硫化物自觉发生亲核代替反应，形成P-S共价键。因此，充放电过程中多硫化物一旦形成，就会被阻燃隔层化学捕捉，从而有用地克制其“穿梭效应”，进步锂硫电池的循环稳固性。别的，阻燃隔层优秀的导电性还能进步电池电化学反应动力学，从而进步电池倍率性能。该工作为兼具长命命和高安全性的锂硫电池提供了切实可行的计谋，有助于推进锂硫电池的贸易化历程。

该工作得到了国家天然科学基金项目、江苏省良好青年基金等项目标支持。

泉源：南京理工大学

文章链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007549返回搜狐，检察更多

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