大連研發三維石墨烯提升鋰硫電池性能

據瞭解，大連化物所吳忠帥課題組研發了一種三維石墨烯/納米碳管多孔氣凝膠材料，其可大幅度提升鋰硫電池性能，即高體積能量密度與優異迴圈穩定性。相關研究成果發表在國際期刊《納米能源》上。

一直以來，鋰硫電池被認為是一種最具有發展前景的高比能電池。然而，由於硫單質存有品質密度低、導電性差，以及迴圈過程中活性物質體積效應大，多硫化物穿梭嚴重等問題，導致其比容量普遍偏低、迴圈性能較差，這大大限制了鋰硫電池的發展。所以，如何提高鋰硫電池的能量密度和迴圈性能是當前科學家重點研究任務之一。

吳忠帥團隊將所研發的三維石墨烯/碳納米管多孔氣凝膠材料應用於鋰硫電池的硫單質載體和中間層中，順利構築出自支撐、無金屬集流體的一體化正極材料。該一體化正極材料具有非常高的壓實密度、優異導電性、良好機械柔性，能將鋰硫電池的容量提高了3倍，並有效解決了該電池原先因為多硫化物穿梭而導致迴圈穩定性差的難題。經過修飾後的電池即使在大電流的環境下，也可穩定迴圈500圈，且容量幾乎為衰退。

此外，更值得一提的是，過渡元素餅狀六方的三氧化鎢材料也可以作為電極的改性劑。其超大的比表面積與超低的體積膨脹係數，能將鋰離子電池的容量提高6倍多，以及多次迴圈後，電池容量保持率仍然高達110.2%。

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