中國粉體網訊 隨著現代社會的發(fā)展，特別是移動電子設備以及電動汽車的大規(guī)模使用，人們對二次電池的能量密度提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)的鋰離子電池已經難以滿足需求，因此，開發(fā)新型的高能量密度二次電池的要求呼之欲出。以單質硫為正極，金屬鋰為負極的鋰硫電池具有價格低廉，環(huán)保無污染的特點，同時，其近10倍與傳統(tǒng)鋰離子電池的理論能量密度（2600 Wh kg-1）使得鋰硫電池被視為最具有發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮吣芰慷坞姵刂弧?/span>
然而，由于其本身硫單質的低導電性以及充放電過程中多硫化物的溶出問題，使得鋰硫電池的實際能量密度與電池循環(huán)遠達不到實際應用需求，大規(guī)模商業(yè)化面臨許多難題。
將硫單質與碳布結合，形成碳布/硫復合集流體是提高鋰硫電池性能的常見手段，一方面碳布提供了可觀的導電性能，能夠提高電池容量；另一方面，三維空間的碳/硫集流體在一定程度上夠減緩充放電過程中多硫化物的溶出，提高電池循環(huán)性能。然而，非極性的碳材料對多硫化物的吸附能力十分有限，單一的碳硫混合型鋰硫電池還存在諸多困難。
針對碳布/硫復合集流體中存在的問題，近日，電子科技大學熊杰教授團隊設計了一種新型的非極性/極性多功能集流體，首次將硫化鎢納米片應用與鋰硫電池中。該課題組將帶有極性的硫化鎢納米片利用水熱生長的方式，大規(guī)模的生長于碳布表面，制備出了碳布@硫化鎢[email protected]��狀結構以及對不同多硫化物的極性吸附的性質，這種復合集流體同時具有碳布的高導電能力和對多硫化物的極性吸附能力，這使得鋰硫電池的容量和循環(huán)相較與普通碳布/硫集流體有了明顯的提高：相同負載下，容量從800mAh g−1提高到了1200mAh g−1，且在循環(huán)1500圈后仍能保持首圈90％的容量，這表明由于硫化鎢的極性吸附作用，充放循環(huán)中多硫化物的溶出現象被大大的抑制了。
該工作提出了一種利用非極性/極性復合材料作為三維鋰硫電池集流體的新思路，不僅對鋰硫電池的研究有重要意義，同時對其他有活性物質損失的電化學儲能器件的設計有著啟發(fā)的作用。
