兰州化学物理研究所研发出黏土矿物超亲电解液锂电池隔膜

  • 中国科学报 (兰州分院)
  • 创建于 2018-09-19
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  日前,中科院兰州化学物理所研究员张俊平团队研发出一种黏土矿物超亲电解液锂电池隔膜,可有效抑制聚硫化物穿梭等锂硫电池应用问题。该成果作为封面文章发表于《先进能源材料》。

  锂硫电池具有高理论比容量和能量密度等优点,然而,聚硫化物穿梭严重和硫导电性差等问题制约了其实际应用。研究表明,隔膜对电池性能具有重要影响,包括抑制穿梭、枝晶再生、界面稳定性和安全性等。

  张俊平团队首次将锂皂石应用到锂硫电池中。锂皂石是一种人工合成的类蒙脱石黏土矿物,具有环境友好和成本低廉等优点。锂皂石呈纳米片状形貌,片宽约25至30纳米,片厚约1纳米。锂皂石纳米片是由硅氧四面体和镁氧八面体组成的三八面体晶型结构。三八面体中部分镁离子被锂离子取代,因此锂皂石中含有丰富的锂离子。

  研究表明,该黏土矿物超亲电解液隔膜对聚硫化物穿梭具有明显的抑制作用,同时具有较高的电导率、超亲电解液性和较高的热稳定性。将其应用于锂硫电池时,在循环稳定性、倍率性能和抑制自放电等方面均表现优异。此外,该隔膜具有较好的普适性,可通过简单的涂覆法制备,在磷酸铁锂和锂硫电池中均表现出了优异的性能。

  相关论文信息:Adv Energy Mater 2018, 8, 1801778

责任编辑:黄巧