《鋰硫電池設計的理論基礎》是依託廈門大學，由袁汝明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋰硫電池設計的理論基礎
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：袁汝明
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
尋找和開發具有高比容量和高比能量的新型正極材料，是目前鋰二次電池研究的熱點。硫由於其極高的比容量被認為是最有前途的正極材料之一。而鋰硫電池研發的瓶頸問題在於循環性能不高。在本項目中，我們將藉助以量子化學為主的理論工具，研究在充放電過程中各種多硫化物(Sx(y-): x=1~10; y= 0~2)的結構，以及不同電解質溶液的溶劑化效應對多硫化物結構和穩定性的影響；考察各種多硫化物在不同碳基材料上的吸附以及作用機制，認識表面結構與多硫化物形態之間的關聯，分析造成鋰硫電池循環性能差的本質原因，進而明確鋰硫電池的電化學反應機理，闡明正極複合材料的構效關係，從而為設計更高比容量和更高比能量的正極儲能材料提供科學依據。
結題摘要
尋找和開發具有高比容量和高比能量的新型正極材料，是目前鋰二次電池研究的熱點。硫由於其極高的比容量被認為是最有前途的正極材料之一，而硫和相應的鋰硫化物在高能鋰硫電池中扮演重要的角色。與實驗密切結合，藉助DFT方法結合蒙特卡羅取樣，系統地研究了 Li2Sx（x=4-8）的可能結構，並進行了前線軌道的分析。還系統考察了不同多硫化合物在石墨烯和N雜石墨烯表面的吸附，認識表面結構與多硫化物形態之間的相互關聯，明確了鋰硫電池的電化學反應機理。CO2在金屬電極表面的不可逆吸附是鋰電池失活一個重要原因。在香港科技大學做博士後期間系統研究了在不同過渡金屬催化下CO2羧酸化的反應機理，總結有利於CO2活化的本質原因，從而為今後研究CO2在電極表面的毒化提供理論基礎。
