近年来,与锂硫(Li-S)电池实际应用相关的安全问题引起了人们广泛关注。
近日,南京大学姚亚刚教授报道了构建了一种由连续功能碳纳米管支架(f-CNTs)支撑的功能性氮化硼纳米片(f-BNNSs)的不可燃3D多孔骨架作为双功能主体用于Li-S电池。
文章要点
1)独特的3D多孔结构,具有高导热性,即使在高温下,电池连续工作时,也能提供均匀分布的热场,具有光滑和超快的热传导通道,从而保证及时有效的传热,避免因积热和局部温度过高造成的热失控。
2)不可燃的f-BNNSs起到物理阻燃屏障的作用,防止燃烧的发生和蔓延。此外,低局部电流密度的均匀电场抑制了Li枝晶的生长,避免了由于形成不均匀的热场而导致的局部温度过高。此外,丰富的极性官能团有效抑制了多硫化物的穿梭效应,减少严重电极极化产生的额外热量积累。
本工作通过热场调节和阻燃相结合的“预防和后处理”方法,为实现高安全性电池提供了“两位一体”的策略,有望极大促进Li-S电池的商业化发展。
参考文献
Kaiping Zhu , Pan Xue , Guanjian Cheng , Menglei Wang , Han Wang , Chao Bao , Kai Zhang , Qiulong Li , Jingyu Sun , Shaohua Guo , Yagang Yao , Ching-Ping Wong , Thermo-Managing and Flame-Retardant Scaffolds Suppressing Dendritic Growth and Polysulfide Shuttling toward High-Safety Lithium–Sulfur Batteries,Energy Storage Materials (2021)
DOI:10.1016/j.ensm.2021.08.031
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.08.031