锂硫电池的优势在哪儿？它能成为未来的发展方向之一吗？
来源：宝鄂实业
2019-10-25 21:23
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锂硫电池是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。近年来，锂硫电池以其能量密度高、体积小、污染少等特点而备受关注，成为高能新型电池的主要研究方向之一。
“在同等质量下，锂硫电池可拥有传统锂离子电池6-7倍的电量。如果把锂硫电池应用到手机上，手机待机时间将大幅度增长。”7月15日，在首届中国-新加坡前沿科技创新大会暨中国-新加坡青年学者论坛上，美国医学与生物工程院院士、国家“千人计划”特聘教授李长明把这一研究的最新动向带到了大会暨论坛上。他表示，此次参会的专家学者来自国内外的高层次研究机构，这样高质量的学术交流对于科研工作大有裨益。
据李长明介绍，锂离子电池作为充电电池，在通讯、移动电子设备、电动汽车、航空航天等多个领域应用广泛，是目前普遍采用的充电电池。锂硫电池是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。近年来，锂硫电池以其能量密度高、体积小、污染少等特点而备受关注，成为高能新型电池的主要研究方向之一。
“硫虽具有无毒性、对环境友好、价格低廉等特点，但它是电子和离子绝缘体，很难作为正极材料单独使用。因此我们在研究时，加入了具有导电性的石墨烯材料，做一些石墨烯的应用开发。”他表示，从实验室测试的数据来看，锂硫电池的使用寿命现在还只有300-400次，达不到锂离子电池的700-800次，但很多研究者已经在做相关研究，未来锂硫电池的使用寿命将与锂离子电池相当。李长明还透露，他们准备在深圳建设锂硫电池产业化基地，预计3-5年之后，锂硫电池有望实现规模化生产。
超细铂-非贵金属合金纳米线具有尺寸小、比表面积大、导电性好及具有双金属效应等特点，是一类理想的催化剂。截至目前，绝大部分报道的超细铂-非贵金属合金纳米线是在油相体系中制备的，存在合成成本高、非环境友好及强表面封端剂难以有效去除等不足。
相比之下，水相合成方法能很好地弥补油相合成方法的这些不足。然而，由于铂盐与非贵金属盐存在较大的氧化还原电位差，难以在水溶液中实现两者的有效共还原。因此，发展形貌、组成和尺寸可控的铂-非贵金属合金纳米材料的水相合成方法依然是研究难点，对于高效铂基催化剂的研发具有重要意义。
课题组将化学镀原理引入到贵金属纳米材料的水相合成体系，通过亚硫酸盐的引入有效弥补了金属盐还原电位之间的巨大差异，从而实现了铂盐与非贵金属盐的共还原，成功制备了一系列超细铂-非贵金属合金纳米线（直径约2.6nm）。
亚硫酸盐的引入还导致了表面硫修饰，在超细纳米线的表面构筑了大量原子级别的Pt/M-S(OH)界面，从而在碱性条件下具有优异的析氢（HER）活性。在1MKOH电解液中，含3μgPt的纳米线在70mV的过电位下便可得到75.3mAcm–2的活性，为商业铂碳催化剂的5.1倍，优于先前报道的催化剂。
对于此次科技创新大会，李长明表示：“学术会议的意义也不止于科技创新的交流。”他说，国际性的学术会议还能推介重庆的品牌形象，提升城市知名度。下一步，李长明和由他任会长的重庆市产学研合作促进会还计划在各界支持下推出重庆国际高端学术论坛，吸引全球高层次人才来渝“献智”。
“在同等质量下，锂硫电池可拥有传统锂离子电池6-7倍的电量。如果把锂硫电池应用到手机上，手机待机时间将大幅度增长。”7月15日，在首届中国-新加坡前沿科技创新大会暨中国-新加坡青年学者论坛上，美国医学与生物工程院院士、国家“千人计划”特聘教授李长明把这一研究的最新动向带到了大会暨论坛上。他表示，此次参会的专家学者来自国内外的高层次研究机构，这样高质量的学术交流对于科研工作大有裨益。
据李长明介绍，锂离子电池作为充电电池，在通讯、移动电子设备、电动汽车、航空航天等多个领域应用广泛，是目前普遍采用的充电电池。锂硫电池是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。近年来，锂硫电池以其能量密度高、体积小、污染少等特点而备受关注，成为高能新型电池的主要研究方向之一。
“硫虽具有无毒性、对环境友好、价格低廉等特点，但它是电子和离子绝缘体，很难作为正极材料单独使用。因此我们在研究时，加入了具有导电性的石墨烯材料，做一些石墨烯的应用开发。”他表示，从实验室测试的数据来看，锂硫电池的使用寿命现在还只有300-400次，达不到锂离子电池的700-800次，但很多研究者已经在做相关研究，未来锂硫电池的使用寿命将与锂离子电池相当。李长明还透露，他们准备在深圳建设锂硫电池产业化基地，预计3-5年之后，锂硫电池有望实现规模化生产。
超细铂-非贵金属合金纳米线具有尺寸小、比表面积大、导电性好及具有双金属效应等特点，是一类理想的催化剂。截至目前，绝大部分报道的超细铂-非贵金属合金纳米线是在油相体系中制备的，存在合成成本高、非环境友好及强表面封端剂难以有效去除等不足。
相比之下，水相合成方法能很好地弥补油相合成方法的这些不足。然而，由于铂盐与非贵金属盐存在较大的氧化还原电位差，难以在水溶液中实现两者的有效共还原。因此，发展形貌、组成和尺寸可控的铂-非贵金属合金纳米材料的水相合成方法依然是研究难点，对于高效铂基催化剂的研发具有重要意义。
课题组将化学镀原理引入到贵金属纳米材料的水相合成体系，通过亚硫酸盐的引入有效弥补了金属盐还原电位之间的巨大差异，从而实现了铂盐与非贵金属盐的共还原，成功制备了一系列超细铂-非贵金属合金纳米线（直径约2.6nm）。
亚硫酸盐的引入还导致了表面硫修饰，在超细纳米线的表面构筑了大量原子级别的Pt/M-S(OH)界面，从而在碱性条件下具有优异的析氢（HER）活性。在1MKOH电解液中，含3μgPt的纳米线在70mV的过电位下便可得到75.3mAcm–2的活性，为商业铂碳催化剂的5.1倍，优于先前报道的催化剂。
对于此次科技创新大会，李长明表示：“学术会议的意义也不止于科技创新的交流。”他说，国际性的学术会议还能推介重庆的品牌形象，提升城市知名度。下一步，李长明和由他任会长的重庆市产学研合作促进会还计划在各界支持下推出重庆国际高端学术论坛，吸引全球高层次人才来渝“献智”。
