《高比能量鋰硫電池關鍵材料的可控制備及構效關係研究》是依託中山大學，由孟躍中擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：高比能量鋰硫電池關鍵材料的可控制備及構效關係研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：孟躍中
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鋰硫電池被認為是具有前瞻性的新一代鋰電池體系，是提高鋰電池能量密度的最有前途的解決方案之一。目前限制鋰硫電池套用的主要問題是：（1）由於硫及其放電產物的導電性差而使得硫的利用率低；（2）放電中間產物多硫化物易溶解在電解液中而導致循環容量衰減過快。因此高能量密度和高循環穩定性的硫基複合正極材料的研究與開發是鋰硫電池成功的關鍵。項目提出的三個單位均主要研究硫基複合正極材料及鋰硫電池體系，各有特色，並已經成立了省級的動力電池聯合研究中心，合作十分緊密。本項目擬設計基於新反應機理的硫/多孔碳、硫/石墨烯以及富硫聚合物/碳等新型正極材料，研究這些材料的可控制備方法和充放電過程中複合材料組成、結構及電化學性能的演變規律，構建出製備條件-微觀結構-電化學性能之間關係，最終獲得具有高能量密度、長循環壽命的鋰硫二次電池正極材料，為下一代高能鋰電池的實用化奠定堅實的科學和技術基礎。
結題摘要
鋰硫電池被認為是具有前瞻性的新一代鋰電池體系，是提高鋰電池能量密度的最有前途的解決方案之一。目前限制鋰硫電池套用的主要問題是：（1）由於硫及其放電產物的導電性差而使得硫的利用率低；（2）放電中間產物多硫化物易溶解在電解液中而導致循環容量衰減過快。因此高能量密度和高循環穩定性的硫基複合正極材料的研究與開發是鋰硫電池成功的關鍵。為此，本項目設計了多種基於石墨烯和多孔碳的碳硫複合正極材料和富硫聚合物/碳正極材料，研究了這些材料的可控制備方法和充放電過程中複合材料組成、結構及電化學性能的演變規律，最終獲得具有高能量密度、長循環壽命的鋰硫二次電池正極材料，比容量達到1300 mA h/g 以上，循環1000 次以上，容量保持率78.4%。此外，本項目還對單離子傳導聚合物電解質、抑制枝晶的鋰負極材料以及限制多硫離子穿梭的隔膜材料進行了研究，全方面解決鋰硫電池的技術瓶頸，為下一代高能鋰電池的實用化奠定堅實的科學和技術基礎。
