长安储能研究院：锂硫电池迎来高性能时代

2024-01-24 17:32

在众多储能电池中，锂硫电池凭借其低成本、高理论比容量以及卓越的能量密度特性，成为备受瞩目的新一代电池科技。不过尽管其存在巨大潜力，在商业应用中仍然受到诸多技术挑战，如：体积易于膨胀、穿梭效应以及有限的循环寿命等问题。

针对这些挑战，福州大学王兴辉团队迈出了革命性的一步。他们合成了一种特殊的 Ni 掺杂 CoSe² 纳米颗粒修饰的双层碳（Ni-CoSe²/BC）结构。这一革新结构利用内部的碳导电网络作为骨架，不仅在物理上限制了硫的体积膨胀，也提高了硫的利用率和循环稳定性。此外，Ni-CoSe² 的纳米颗粒还为硫提供了有效的化学锚定点，从而有效地提升了 LiPS 的催化转化效率，显著抑制了穿梭效应，并极大地增强了氧化还原动力学，成功延长了锂阳极的使用寿命。

在相关实验室测试中，Ni-CoSe²/BC 双层结构的优异性能得到了进一步验证。特别是在 1 C 的充放电循环条件下，这一材料即使经过 400 个循环，仍展现出异常稳定的性能，保持了高达 806 毫安时/克的比容量，仅见到微乎其微的 0.07% 容量衰减率。即便在远更苛刻的 10 mA·cm-2/10 mAh·cm-2 充放电条件下，Ni-CoSe²/BC修饰的锂阳极同样证明了自身的长效循环能力，实现了 2000 小时的寿命延续。而在实际电池单元中，这种作为通用主体材料的 Ni-CoSe²/BC 双层结构，在经历 50 次充放电循环后，依然能展示出平均 6.07 mAh·cm-2 的卓越放电容量。这为开发下一代高性能锂硫电池提供了可靠的技术支撑。