多孔支撑材料在锂硫电池中的应用

采用多孔材料作为锂硫电池的硫载体，可以有效容纳硫在充放电过程中的体积变化，对保护电极结构、提高循环性能具有重要作用。其中，碳基材料作为多孔载体，可以起到多孔材料缓冲活性物质体积变化的作用。而且，碳材料的高比表面积和高导电性也使得导电基材能够与活性物质充分接触，有效提高其利用效率。

同时，通过对材料孔隙结构的调控，可以发挥不同孔隙各自的优势，对进一步提升锂硫电池性能具有重要影响。作为碳材料的典型代表，碳纳米管和石墨烯材料虽然缺乏孔隙结构。但其孔隙结构的构建也可以通过改进材料制备方法来实现。通过使用阳极氧化铝作为模板，化学家可以生长出直径达 200 nm 的碳管。同时，位于较大碳管内部的 CuO 纳米颗粒可以被还原为 Cu，并作为催化剂促进小直径碳纳米管的生长。

 

大碳管和小碳管的结构不仅有利于增加硫的负载量，也为循环过程中硫的体积变化提供了足够的空间。作为锂硫电池的正极材料，Li2S具有高达1166 mAh g-1的理论比容量，可以避免嵌锂过程中的体积膨胀效应。然而，在循环稳定性和倍率性能方面，它仍然面临与使用硫正极类似的问题。为了提高Li2S正极材料的性能，也可以采用类似于提高硫正极性能的方法。

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本文由日本NEC锂电池中国营销中心于2023-04-11 09:59:59 整理发布。
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