生物质碳源在锂硫电池中的应用

• 作者: 李璐 张逸潇 王恺雯 杨坤
• 来源期刊: 新材料产业
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 透视
• 页码范围: 45-49
• 页数: 5页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19599/j.issn.1008-892x.2021.03.012

摘要

随着化石能源不断被开采消耗以及随之带来的环境污染,能源问题已经成为人类发展面临的重大课题[1].锂硫电池是极具应用前景的一种新型二次电池,不仅因其高能量密度而备受青睐[2],而且硫作为活性物质,成本低、储量丰富、环境友好[3].但是,由于硫及其放电产物〔硫化二锂(Li2S)/二硫化二锂(Li2S2)〕都不导电,硫放电后体积膨胀近80％[4],并且硫及其还原产物氧化还原动力学缓慢,随着区域硫负荷的增加而变得更加严重,这些都严重阻碍了锂硫电池的商业化应用[5,6].目前,大致有3种方式来改善这些问题,提升硫的利用率:第一,对硫正极改性;第二,对隔膜改性;第三,对锂负极进行保护.其中,最为广泛采用的改性材料是碳材料,一方面,碳材料比表面积大,导电性能佳,另一方面碳本身电化学性质稳定,可负载高含量的活性物质硫,提高电极的界面反应动力[7].而考虑到环境因素和经济效益,生物质作为一种可持续碳源,具有易获得、成本低、可再生性好且环境友好等优势,大大提升了碳材料在能源领域规模化应用的可行性[8].与其他的碳材料相比,生物质碳材料具有独特的多孔结构和物理化学性质,如有较强的吸附能力、化学稳定性和再生能力,而且具有天然形成的多孔结构[9],高比表面积,丰富的表面官能团和稳定的芳香结构,这些特性使其能够提升电池的性能,在能源材料中展现出优异的特性[10].