一种锂硫电池中间层材料及其制备方法、锂硫电池技术

技术编号:41319953 阅读:30 留言:0更新日期:2024-05-13 14:59
一种锂硫电池中间层材料及其制备方法、锂硫电池,属于电池技术领域;中间层材料包括:导电基底层和附着于导电基底层至少部分表面的催化层,催化层包括纳米结构氧化物和锰氧化物,纳米结构氧化物附着于导电基底层,锰氧化物附着于纳米结构氧化物的至少部分表面,锰氧化物和纳米结构氧化物之间存在异质结构界面层,异质结构界面层存在至少部分暴露面;通过锰氧化物和纳米结构氧化物形成异质结构实现催化活性的提升,并且氧化物相对硫化物具有更高的稳定性。同时,利用导电基体的导电性和催化层对多硫化物较好的锚定能力,有效地捕获多硫化物中间体的同时加速其氧化还原动力学,从而缓解多硫化物的穿梭效应,实现锂硫电池性能的提升。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,具体而言,涉及一种锂硫电池中间层材料及其制备方法、锂硫电池


技术介绍

1、锂硫电池具有高理论能量密度(2600wh kg-1)、低成本、环境兼容性等优势,是极具潜力的新一代电池系统。然而,现阶段锂硫电池的实际能量密度仍低于市场预期值,其中充放电过程中可溶性多硫化物在电解液中的穿梭效应、电池内部电化学反应动力学缓慢、金属锂不可控枝晶生长等问题制约了锂硫电池能量密度和循环性能的提升,阻碍了锂硫电池的商业化。

2、近年来,多硫化物转化催化剂引起了人们广泛研究。目前大多数单组分催化剂的表现差强人意,难以加速多硫化物的不间断转化,导致锂硫电池的实际充放电容量和长循环性能不佳。结合两种或多种催化材料来构建异质结构成为了一种提高多硫化物催化转化活性的有效策略,其不仅可以结合不同的异质组分的优点实现协调效应,还能够产生新的界面结构,为多硫化物捕获及转化提供额外的催化活性位点。关于异质结构催化剂在锂硫电池的研究中,人们更多聚焦在构建金属氧化物与金属硫化物的复合异质结构,然而由于金属硫化物容易发生不可逆氧化,金属氧化物与金属硫化物形成的异质结构稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锂硫电池中间层材料,其特征在于,所述中间层材料包括:导电基底层和附着于所述导电基底层至少部分表面的催化层,所述催化层包括纳米结构氧化物和锰氧化物,所述纳米结构氧化物附着于所述导电基底层,所述锰氧化物附着于所述纳米结构氧化物的至少部分表面,所述锰氧化物和所述纳米结构氧化物之间存在异质结构界面层,所述异质结构界面层存在至少部分暴露面。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池中间层材料,其特征在于,所述纳米结构氧化物呈纳米花状。

3.根据权利要求1所述的锂硫电池中间层材料,其特征在于,所述纳米结构氧化物包括Ti、Al、Si、Sn、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn...

【技术特征摘要】

1.一种锂硫电池中间层材料,其特征在于,所述中间层材料包括:导电基底层和附着于所述导电基底层至少部分表面的催化层,所述催化层包括纳米结构氧化物和锰氧化物,所述纳米结构氧化物附着于所述导电基底层,所述锰氧化物附着于所述纳米结构氧化物的至少部分表面,所述锰氧化物和所述纳米结构氧化物之间存在异质结构界面层,所述异质结构界面层存在至少部分暴露面。

2.根据权利要求1所述的锂硫电池中间层材料,其特征在于,所述纳米结构氧化物呈纳米花状。

3.根据权利要求1所述的锂硫电池中间层材料,其特征在于,所述纳米结构氧化物包括ti、al、si、sn、v、cr、fe、co、ni、cu、zn、zr、mo、w、la和ce中至少一种的氧化物;和/或

4.一种权利要求1至3中任一项所述的锂硫电池中间层材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

5.根据权利要求4所述的锂硫电池中间层材料的制备方法,其特征在于,所述沉积碳层的碳源包括葡萄糖,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:林芷倩林海斌王晓飞韩松柏朱金龙赵予生钱黎愿王芸
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

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