基于Ti3C2TX(MXene)的锂硫电池复合正极制备及性能文献综述
2020-05-01 08:47:56
文 献 综 述 1. 前言 随着近年来电动力汽车以及便携式电子设备的快速发展,人们对其电源器件的要求也越来越高。
而智能化的电子设备以及电动汽车的能耗较大,传统的锂离子电池已无法为其提供更高的容量,因此已经成为上述产品进一步发展的重大瓶颈。
此外,电动力汽车对于安全性要求极高,而传统锂离子电池由于枝晶现象导致其其安全性较差,因此在发生碰撞时极易短路而引发火灾,对司乘人员的生命安全构成极大的威胁。
因此,人们迫切希望一种具有高比容量和高安全性的储能器件来储存大量的能源。
在此形势下,各类高容量二次电池逐渐成为主导储能器件。
锂硫电池具有较高的理论比容量(1675 mAh#183;g-1)和比能量(2600 Wh#183;Kg-1)以及充电时间短,且硫廉价、资源丰富、对环境友好,故将成为继锂电池之后的下一代商用动力电池。
锂硫电池体系内,正极为硫单质,负极为金属锂。
然而硫单质的近乎绝缘性、活性物质多硫化物的”穿梭效应”以及硫电极体积在充放电过程中有较大的变化,故而导致锂硫电池的硫正极活性差、利用率低、容量衰减快,限制了其发展和应用。
目前相关研究主要关于锂硫电池正极材料的组成与构建以及隔膜的改性,以适应锂硫电池工作时独特的氧化还原反应,并进一步提高电池的比容量、倍率性能、循环稳定性等电化学性能。
MXene是从三元层状碳(氮)化物MAX中腐蚀出A层元素后得到的一类新的类石墨烯二维过渡族金属碳(氮)化物,具有独特的二维形貌、良好的导电性和丰富独特的表面化学环境,可对Li2Sx产生独特的化学吸附等固硫机制。