Adv Sci综述:静电纺丝用于构建Li-S电池
纳米技术 纳米 2021-11-21

Li-S电池被人们认为是一种具有广泛应用前景的下一代能量存储技术,因为Li-S电池比传统的Li离子电池相比,具有超高的理论能量密度。但是实际情况中Li-S电池的应用存在一些难以克服的问题,比如穿梭现象、难以控制锂枝晶生长的问题

目前,静电纺丝技术得到快速发展,为制备柔性纳米纤维材料提供非常好用的方法,广泛应用于Li-S电池作为担载材料、界面层、隔膜,因此为实现高容量密度的柔性Li-S电池提供可能性。

有鉴于此,郑州大学张鹏等综述报道静电纺丝技术的基本原理,基于静电纺丝得到的多种多样纳米纤维和这些纳米纤维在柔性Li-S电池中的应用。通过数学模型,对包括比容量、电解液/硫的比例、硫的担载量、阴极抽头数量等关键性参数进行总结和讨论,基于静电纺丝得到的纳米纤维材料能够实现较高的能量密度,重力能量密度达到500 Wh kg-1,体积能量密度达到700 Wh L-1

本文要点:

(1)

作者通过目前很多报道的结果,展示了静电纺丝构建纳米纤维能够促进Li-S电池迈向商业化。但是必须要注意的一点是,Li-S电池存在一些问题需要克服和解决,才能实现Li-S电池的商业化

比如:纳米纤维的多孔结构导致难以得到高容量的电极,需要改善多层袋装电池的能量密度容量;从工业大规模合成和商业化应用角度来看,熔融和沉积过程比较缓慢,导致纳米纤维电极的制备非常困难;多孔纳米纤维和合金之间的有效连接非常困难,需要额外使用Al/Cu薄膜,因此无法避免的降低实际电池容量。

(2)

本文综述实现了对纳米纤维的电极设计机理,而且提出了为实现高能量密度的商业化Li-S电池的方向。


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参考文献

Yongshang Zhang, Xilai Zhang, S. Ravi P. Silva, Bin Ding, Peng Zhang*, Guosheng Shao, Lithium–Sulfur Batteries Meet Electrospinning: Recent Advances and the Key Parameters for High Gravimetric and Volume Energy Density, Adv. Sci. 2021, 2103879

DOI: 10.1002/advs.202103879

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202103879


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