锂电池技术突破，会提高使用寿命吗？

在锂电池行业，我们经常看到韩国、日本的新型材料试验成功的消息，似乎中国在电池领域的研究“备受阻碍”。事实上，中国的电池科研人员从未放弃过努力探索的脚步，而最近，他们的一些成就也引起了全球电池行业的关注。

 

这个来自中科院物理研究所凝聚态物理国家实验室的科研团队提出了一种全新的概念来延缓高容量锂电池中锂枝晶的形成。在锂离子电池中，由于不均匀的沉淀导致的“锂枝晶”是电池循环寿命降低的主要原因他们描述了在具有碳纳米管芯的中空二氧化硅微球中捕获锂离子，以抑制锂枝晶的形成。

 

简单来说就是通过一种全新的办法来捕获电池中的锂离子，让电池阳极能够在200次循环中依然保持99%的超高的电镀效率和剥离效率。而这项技术如果成熟的应用，虽然无法让目前的动力电池拥有更大的容量，但却可以有效的延长电池使用寿命，抑制衰减。说不定未来我们的汽车动力电池也能做到“经久不衰”。中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员王瑞虎课题组和温州大学教授杨植合作，将水蒸气刻蚀的多孔NbS2和高导电碘掺杂石墨烯（IG）复合到三元混合硫正极系统中，合成了由IG包裹的三明治型NbS2@S@IG正极材料。在这种特殊三明治结构中，层状NbS2的高极性和强的亲和力促进多硫化物的物理拦截和化学吸附，协同解决了多硫化物溶解和穿梭效应的问题；NbS2的高电导率和孔隙率提高了界面电荷转移和离子迁移，从而提高了Li-S电池氧化还原反应的电化学动力学；IG包围的夹层结构不仅可以使硫物质和层状NbS2（或IG）之间发生紧密接触，而且在充放电过程中能承受硫正极大的体积波动。由NbS2@S@IG组装的Li-S电池，在20-40C的高倍率下，表现出优异的循环稳定性。

 

 

随着便携电子设备以及电动汽车等新兴电子产品对高容量储能装置的迫切需求，锂硫电池（Li-S）由于高的理论比容量和能量密度，以及硫的低成本和环境友好等优势被视为最有应用前景的高容量存储体系之一。然而，Li-S电池的商业化应用仍存在一些技术挑战，如固体硫化物的绝缘性，可溶性长链多硫化物的穿梭效应以及充放电期间硫的体积变化大。这些问题通常导致硫的利用率低，循环寿命差，甚至一系列安全问题。如何大幅提高Li-S电池稳定性的同时并增加其大功率放电性能，已成为当前研究的热点之一。

 

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员王瑞虎课题组和温州大学教授杨植合作，将水蒸气刻蚀的多孔NbS2和高导电碘掺杂石墨烯（IG）复合到三元混合硫正极系统中，合成了由IG包裹的三明治型NbS2@S@IG正极材料。在这种特殊三明治结构中，层状NbS2的高极性和强的亲和力促进多硫化物的物理拦截和化学吸附，协同解决了多硫化物溶解和穿梭效应的问题；NbS2的高电导率和孔隙率提高了界面电荷转移和离子迁移，从而提高了Li-S电池氧化还原反应的电化学动力学；IG包围的夹层结构不仅可以使硫物质和层状NbS2（或IG）之间发生紧密接触，而且在充放电过程中能承受硫正极大的体积波动。由NbS2@S@IG组装的Li-S电池，在20-40C的高倍率下，表现出优异的循环稳定性。