【摘要】：隨著石墨負(fù)極的成功商用,鋰離子電池在智能手機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備中已得到廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過20多年的發(fā)展,現(xiàn)有基于嵌鋰化合物正極的鋰離子電池已接近其理論容量,但仍不能滿足高速發(fā)展的電子工業(yè)和新興的電動(dòng)汽車等行業(yè)的要求,尋找具有更高能量密度的電池系統(tǒng)迫在眉睫。鋰硫電池系統(tǒng)具有極高的理論能量密度,在多種儲(chǔ)能系統(tǒng)中是最具潛力的一種二次電池。但是鋰硫電池中也存在硫的電導(dǎo)率極低、多硫化物溶解遷移等問題,使其在走向?qū)嵱没倪^程中遇到許多困難。納米碳質(zhì)材料在新型鋰硫電池的開發(fā)過程中處于重要地位,通過納米炭的引入,可以獲得導(dǎo)電復(fù)合正極材料,控制多硫化物的穿梭,從而有望實(shí)現(xiàn)正極硫材料的高效利用。綜述了基于納米炭-硫復(fù)合正極材料,尤其是碳納米管、石墨烯、多孔炭以及其雜化物等材料復(fù)合的電極,分析其結(jié)構(gòu)與鋰硫電池性能的關(guān)系,并展望鋰硫電池的發(fā)展方向。
[Abstract]:With the successful commercial use of graphite anode, lithium ion batteries have been widely used in portable electronic devices such as smart phones, notebook computers and so on. After more than 20 years of development, the existing lithium ion batteries based on the positive electrode of lithium compounds are close to its theoretical capacity, but still can not meet the requirements of the rapid development of the electronic industry and the emerging electric vehicle industry. It is urgent to find a battery system with higher energy density. Lithium-sulfur battery system has high theoretical energy density and is the most potential secondary battery in many energy storage systems. However, there are some problems in lithium sulfur batteries, such as the low conductivity of sulfur and the dissolving and migration of polysulfide, which make it difficult to become practical. Nano-carbon materials play an important role in the development of new lithium-sulfur batteries. Through the introduction of nano-carbon, conductive composite cathode materials can be obtained, and the shuttle of polysulfide can be controlled, which is expected to realize the efficient utilization of positive electrode sulfur materials. The composite electrodes based on carbon nanotubes, graphene, porous carbon and their hybrids were reviewed. The relationship between the structure and the performance of lithium-sulfur batteries was analyzed, and the development trend of lithium-sulfur batteries was prospected.
【作者單位】： 清華大學(xué)化學(xué)工程系 綠色反應(yīng)工程與工藝北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(21306103) 教育部博士點(diǎn)基金(20120002120047) 中國博士后基金(2012M520293,2013T60125)~~
【分類號(hào)】：TM912;TQ127.11

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本文編號(hào)：2191014