大连研发三维石墨烯提升锂硫电池性能

据了解，大连化物所吴忠帅课题组研发了一种三维石墨烯/纳米碳管多孔气凝胶材料，其可大幅度提升锂硫电池性能，即高体积能量密度与优异循环稳定性。相关研究成果发表在国际期刊《纳米能源》上。

一直以来，锂硫电池被认为是一种最具有发展前景的高比能电池。然而，由于硫单质存有质量密度低、导电性差，以及循环过程中活性物质体积效应大，多硫化物穿梭严重等问题，导致其比容量普遍偏低、循环性能较差，这大大限制了锂硫电池的发展。所以，如何提高锂硫电池的能量密度和循环性能是当前科学家重点研究任务之一。

吴忠帅团队将所研发的三维石墨烯/碳纳米管多孔气凝胶材料应用于锂硫电池的硫单质载体和中间层中，顺利构筑出自支撑、无金属集流体的一体化正极材料。该一体化正极材料具有非常高的压实密度、优异导电性、良好机械柔性，能将锂硫电池的容量提高了3倍，并有效解决了该电池原先因为多硫化物穿梭而导致循环稳定性差的难题。经过修饰后的电池即使在大电流的环境下，也可稳定循环500圈，且容量几乎为衰退。

此外，更值得一提的是，过渡元素饼状六方的三氧化钨材料也可以作为电极的改性剂。其超大的比表面积与超低的体积膨胀系数，能将锂离子电池的容量提高6倍多，以及多次循环后，电池容量保持率仍然高达110.2%。

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