基于同轴CNTs@TIN-TiO2海绵的长寿命和高面积容量的锂硫电池制造技术

技术编号:40114937 阅读:31 留言:0更新日期:2024-01-23 19:45
本申请涉及一种LiS电池,其包括沉积在碳纳米管海绵上并随后经受退火的异质结构。异质结构可以通过沉积TiN和TiO<subgt;2</subgt;,例如先沉积TiN随后沉积TiO<subgt;2</subgt;的层来实现。退火之后,TiN和TiO<subgt;2</subgt;可以基本上均匀地分布在异质结构中。在一些实施方案中,TiN层具有10nm的厚度并且TiO<subgt;2</subgt;层具有5nm的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、由于其高的理论能量密度(2600wh kg-1),锂硫(li-s)电池被认为是满足高能充电电池不断增长的需求的最有希望的候选者之一。[1-6]然而,多锂硫化物的穿梭效应导致容量快速衰减和库仑效率低,严重阻碍了锂硫电池的实际应用。[1-3]为了解决这个问题,引入了各种硫主体材料,包括多孔纳米碳(例如石墨烯泡沫和碳纳米管网络)和极性化合物(例如非碳氧化物、硫化物和氮化物),来分别以物理和化学方式阻断锂多硫化物穿梭。[7-12]虽然这些策略可以在一定程度上保护锂多硫化物不溶解到电解质中,但多硫化物的穿梭问题并没有完全解决,特别是在高硫负载下。[13]最近的研究表明,“疏通”是比“阻断”更好的解决锂多硫化物穿梭问题的方法。[14]主要原因是在放电过程中锂多硫化物向li2s2/li2s的转化很慢,这会导致溶解的多硫化物大量积累,最终超过硫主体的阻断能力。为了有效疏通锂多硫化物,应引入催化剂来加速多硫化物与li2s2/li2s之间的转化速率。[15,16]

2、理想的锂多硫化物转化催化剂需要结合三个重要特性:1)高导电性,以促进转化反应中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池,包括:

2.根据权利要求1所述的电池,其中所述碳纳米管海绵形成所述电池的阴极。

3.根据权利要求2所述的电池,其中所述电池还包括锂箔阳极、醚基电解质、位于所述阳极和碳纳米管阴极之间的隔膜、以及包含锂硫化物的醚基电解质。

4.根据权利要求3所述的电池,其中所述电解质包含Li2S6。

5.根据权利要求1所述的电池,其中所述异质结构包括通过以下方式组合的第一化合物和第二化合物:

6.根据权利要求5所述的电池,其中所述第一化合物是TiN并且所述第二化合物是TiO2。

7.根据权利要求6所述的电池,其中所述第一化...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种电池,包括:

2.根据权利要求1所述的电池,其中所述碳纳米管海绵形成所述电池的阴极。

3.根据权利要求2所述的电池,其中所述电池还包括锂箔阳极、醚基电解质、位于所述阳极和碳纳米管阴极之间的隔膜、以及包含锂硫化物的醚基电解质。

4.根据权利要求3所述的电池,其中所述电解质包含li2s6。

5.根据权利要求1所述的电池,其中所述异质结构包括通过以下方式组合的第一化合物和第二化合物:

6.根据权利要求5所述的电池,其中所述第一化合物是tin并且所述第二化合物是tio2。

7.根据权利要求6所述的电池,其中所述第一化合物具有7至13nm之间的厚度,并且所述第二化合物具有3至7nm之间的厚度。

8.根据权利要求6所述的电池,其中所述第一化合物具有8至12nm之间的厚度,并且所述第二化合物具有4至6nm之间的厚度。

9.根据权利要求6所述的电池,其中所述第一化合物具有9至11nm之间的厚度,并且所述第二化合物具有4.5至5.5nm之间的厚度。

10.根据权利要求6所述的电池,其中所述第一化合物具有10nm的厚度,并且所述第二化合物具有5nm的厚度。

11.一种方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:戚亚冰张慧L·K·大野
申请(专利权)人:冲绳科学技术大学院大学
类型:发明
国别省市:

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