硫納米森林做電極創(chuàng)電池質(zhì)量比容量紀(jì)錄
2012年06月14日 9:38 4692次瀏覽 來源： 中國(guó)科技網(wǎng) 分類： 新技術(shù)
6月12日，在德累斯頓舉辦的第九屆國(guó)際納米技術(shù)研討會(huì)上，德國(guó)弗勞恩霍夫材料與射線技術(shù)研究所（IWS）展示了他們研發(fā)的基于碳納米管的含硫電極材料。該材料被應(yīng)用在鋰硫電池中，可以獲得高達(dá)900毫安時(shí)/克的質(zhì)量比容量。
越來越多的移動(dòng)應(yīng)用促使電能儲(chǔ)存成為當(dāng)今的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，而大多數(shù)應(yīng)用的瓶頸是電池系統(tǒng)的能量密度，它在很大程度上決定了充電后的使用時(shí)間。為了顯著改進(jìn)現(xiàn)有電池系統(tǒng)的性能，科學(xué)家們不斷進(jìn)行電極材料的研發(fā)。這其中，硫被視為一種非常有潛力的材料。硫的理論比容量超過1600毫安時(shí)/克。
用硫做電池的陰極比以前使用的電極有明顯的優(yōu)點(diǎn)：一方面是通過高的含硫量獲得更高的能量密度。另一方面，硫是一種廉價(jià)、無毒、儲(chǔ)量豐富的資源。但是，硫?qū)щ娦院艿?，它必須被放置在?dǎo)電的凹模中，并盡可能在納米尺度上接觸，才可以在電化學(xué)中使用。
IWS的科學(xué)家利用碳納米管巨大的比表面積和良好的導(dǎo)電性等特性，采用特殊的生產(chǎn)工藝造出了基于碳納米管的含硫電極。他們用一種簡(jiǎn)單的涂層方法，使垂直排列的碳納米管直接在金屬基板，如鋁、鎳、不銹鋼上面成長(zhǎng)，然后將硫滲透進(jìn)這種結(jié)構(gòu)中，形成所謂的硫納米森林，在完全不加粘合劑或其他添加劑的情況下得到了穩(wěn)定而且結(jié)構(gòu)緊湊的電極。
IWS與合作伙伴弗勞恩霍夫化工技術(shù)研究所（ICT）和德國(guó)基爾大學(xué)合作，將這些材料應(yīng)用在鋰硫電池中，進(jìn)一步測(cè)試其性能。目前的結(jié)果表明，滲入適當(dāng)?shù)牧蛞院螅虏牧峡梢缘玫教貏e高的電池容量，基于硫的質(zhì)量計(jì)算能達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1300毫安時(shí)/克。而根據(jù)硫碳復(fù)合材料的質(zhì)量計(jì)算也能達(dá)到900毫安時(shí)/克，遠(yuǎn)高于其他含有粘結(jié)劑的電極。
責(zé)任編輯：安子
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