2020年3月6日
研究人员使用一种简单、低成本的液相工艺成功地制造出一种活性硫材料和碳纳米纤维(CNF)复合材料。
硫碳复合材料的原理图和电子显微镜照片(上)。全固态硫电池原理图及循环特性(下)图片来源:丰桥工业大学。
的研究团队包括Atsunori Matsuda教授、Hiroyuki Muto教授、Kazuhiro Hikima助理教授、Nguyen Huu Huy Phuc助理教授、Reiko Matsuda研究员和Takaki Maeda先生(硕士项目)丰桥工业大学．
与锂离子二次电池相比，基于硫- cnf复合材料的全固态锂硫电池(采用低成本、简单的液相工艺生产)具有更好的循环稳定性和更高的放电容量。因此，在未来的日子里，全固态锂硫电池可以用于大型电池，比如电动汽车。
细节
去年，诺贝尔化学奖授予了在电动汽车、智能手机等领域广泛应用的锂离子二次电池。
近年来，全固态锂电池成为最先进的电池，这一趋势可以归因于电动汽车和混合动力汽车的增长。这种电池的能量密度是传统锂离子二次电池的5倍，因此备受关注。
但是硫是一种绝缘体，因此限制了它们在电池设备中的使用。因此，为了克服这个问题，硫应该提供离子和电子的导电路径。
研究人员提出了利用静电组装技术将碳纳米纤维(CNF)和硫活性材料集成在一起得到的阴极复合材料。这种方法可以将材料均匀地整合到溶液中。欧洲杯足球竞彩
全固态锂硫电池采用电化学稳定的Li2S-P2S5-LiI固体电解质和液相法制备的硫- cnf复合材料，放电容量与硫的理论容量相当，连续充放电循环后仍能保持高容量。
该研究的第一作者、丰桥理工大学的助理教授Nguyen Huu Huy Phuc描述了全固态锂硫电池的特点。
要制造高性能全固态锂硫电池，需要硫活性材料和碳材料的适当组合。摘要硫碳复合材料的合成通常采用机械混合、特殊有机溶剂的液体混合和复杂的合成方法，其中硫与具有高比表面积的多孔碳材料相结合。
Nguyen Huu Huy Phuc，研究第一作者，丰桥工业大学助理教授
Nguyen Huu Huy Phuc继续说道,“然而，全固态锂硫电池表现出几乎等同于硫理论容量的高容量和高循环稳定性的报道却很少．因此，我们致力于利用一种低成本、简单的静电吸附方法制备硫碳复合材料，该方法可以均匀地结合纳米材料欧洲杯足球竞彩”。
证实了静电吸附法合成的硫碳复合材料中的硫以片状形式积聚在碳纳米纤维上。此外，我们构建了全固态锂硫电池，发现硫作为一种活性材料得到了充分利用。另一个优点是这种硫碳复合材料的生产成本比传统工艺低。
Nguyen Huu Huy Phuc，研究第一作者，丰桥工业大学助理教授
开发背景
在静电吸附技术中，较小的粒子和较大的母粒子被静电吸附，通过改变粒子的表面电荷，利用聚电解质促进静电相互作欧洲杯猜球平台用。
虽然使用静电吸附技术已经设计了许多不同的陶瓷复合材料，但很难调整硫的表面电荷。
但研究人员利用S和Na的化学反应，实现了电荷调整2S形成水溶性钠2年代3.通过在离子交换的水中反应。因此，本研究能够利用静电吸附的基本原理来实现一种新的化学过程。
未来的前景
液相法是制备碳硫复合材料的一种相对简单、成本低的技术，适合大规模生产。通过这项技术，利用硫活性材料的全固态锂硫电池可以投入实际使用。
此外，电动汽车的能量密度和商用、家用的大型电源电池将呈指数级增长。
该研究由日本科学技术振兴机构(JST)的先进低碳技术特别促进创新下一代电池研究项目(ALCA-SPRING, JPMJAL1301)资助。欧洲杯线上买球
来源:https://www.tut.ac.jp/english/