《柔性多孔硒碳電極的設計合成及電化學儲能性能研究》是依託東南大學，由范奇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：柔性多孔硒碳電極的設計合成及電化學儲能性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：范奇
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高性能柔性儲能電化學器件的開發已成為電池科學研究的熱點之一。在眾多候選體系中，鋰硒電池由於其較高的能量密度和優於鋰硫電池的電化學性能而備受關注。但是，鋰硒電池在電化學反應過程中也存在著多硒化物溶解的問題從而導致電池的庫侖效率和循環壽命不高。本課題設計合成一種全新的多孔柔性硒碳電極：三維石墨烯網路被用做自支撐體，多孔石墨烯或介孔碳被填充入自支撐體的孔洞中獲得高導電性的柔性碳基載體，最後將硒填充入碳基載體獲得電極。通過上述設計，硒碳電極的電導率和對多硒化物溶解的抑制能力得到了明顯提升，從而最佳化了電池的性能。為了更好地理解上述柔性硒碳電極在鋰硒電池中的電化學儲能機制，我們將採用交流阻抗等電化學方法，結合多種材料表征手段對硒碳電極的電化學反應過程進行深入的研究。本課題對硒碳複合材料、柔性硒碳電極結構以及電化學儲能機制的研究將推動柔性電池的研發，並為鋰硒電池的進一步發展打下基礎。
結題摘要
高性能柔性儲能電化學器件的開發已成為電池科學研究的熱點之一。在眾多候選體系中，鋰硫和鋰硒電池由於其較高的能量密度和優良的電化學性能而備受關注。但是，鋰硫和鋰硒電池在電化學反應過程中都存在著多硫化物和多硒化物溶解的問題，從而進一步導致電池的庫侖效率和循環壽命不高。 為解決上述問題，項目團隊採用多種不同的設計方案最佳化電極和電池的電化學性能： 1. 項目團隊在已有研究的基礎上提出了多元複合的新思路，實現了電池電化學性能和機械性能的雙提升。 2.項目團隊 製備了不同類型的鋰硫和鋰硒二次電池電極材料，藉助電化學研究平台對不同類型的鋰硫和鋰硒二次電池電極材料的電化學性能和對電池體系的影響因素進行了分析。 3.項目團隊針對電池體系輕便和柔性化的發展方向，如項目計畫書所言，本課題的最終目標是設計和製備多種可用於柔性電池體系的硫碳和硒碳電極，同時最佳化材料的電化學性能和機械性能。研究將網狀交聯的設計和X-氣凝膠的結構引入到柔性電池的研究中，大大加強了柔性電池的電化學性能和機械性能。 通過上述設計，硫碳和硒碳電極的電導率和對多硫（硒）化物溶解的抑制能力得到了明顯的提升，從而最佳化了電池的性能。本課題對硫碳複合材料、柔性硫碳電極結構以及電化學儲能機制的研究將推動柔性電池的研發，並為鋰硫電池的進一步發展打下基礎。
