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高性能、高安全锂-硫电池用多功能阻燃剂

时间:2019/1/9 10:25:44   作者:未知   来源:实验室宣传部   浏览:27   评论:0

 

锂离子电池自上世纪70年代出现以来发展至今,已经被广泛应用于诸如便携电子设备在内的各个领域,并渗透到人们生活的方方面面。但是,受制于锂离子电池插层反应化学的工作原理,其本征的有限理论能量密度无法满足在新兴交通工具(如,电动汽车等)、电网储能等高能领域的需求。因此,发展超越传统锂离子电池的新一代高性能电池技术迫在眉睫。在诸多新一代电池体系中,与现有的锂离子电池相比,锂-硫电池具有更高的理论比容量和能量密度,其理论能量密度为锂离子电池理论能量密度2-5倍。此外,作为主要正极材料的硫单质具有无毒、便宜和天然丰度高等特点。上述优点赋予了锂-硫电池成为低成本、环境友好、高能量密度的新一代电池系统的可能性。尽管,理论上锂-硫电池具有非常高的比容量(1675mAh/g)和能量密度(2600Wh/kg),然而在实际的充放电循环中其寿命短、容量衰减十分显著。更为严重的是,高度易燃的电池材料(硫正极、液态有机电解质、聚合物隔膜等)使得锂-硫电池还存在较锂离子电池更为突出的安全性问题。上述问题都严重制约了锂-硫电池的商业化应用。

本技术通过多功能的小分子/大分子有机、无机或杂化阻燃剂的设计与合成,并引入到正极、隔膜和/或电解质中,以保持正极结构的完整性、抑制多硫化合物的穿梭、降低电池材料的易燃性等,解决了锂-硫电池循环寿命短、倍率性差、容量衰减快和安全性低等问题,从而开发出具有长循环寿命(>500圈、库伦效率>95%、容量衰减率<0.05%/圈)、高倍率(1C初始容量>1100 mAh/g2C初始容量>900 mAh/g)、安全的锂-硫电池。该技术将引领其他高性能、高安全二次电池体系的研发,助力新一代锂-硫电池的商业化推进。

团队负责人:王玉忠院士

有无专利:有

成果权属:独占

合作方式:合作开发

成熟度:研制

 

 

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