二次锂电池聚合物正极材料研究进展

近几十年,二次锂电池作为重要的储能装置得到迅猛发展,而开发高性能的锂电池电极材料一直是电化学能源领域的研究热点之一。与传统无机正极材料相比,聚合物正极材料具有比容量高、柔软性好、廉价易得、环境友好、加工方便、可设计性强等诸多优点。本文综述了导电聚合物、共轭羰基聚合物以及含硫聚合物正极材料的结构特点、电极反应机理、电化学性能和近五年来的重大研究进展,总结了这三类聚合物电极材料的优缺点,并重点介绍了含硫聚合物电极材料中存在的问题及改进手段,最后提出了综合这三类聚合物优点的含硫共轭导电聚合物将会是该领域的研究方向。

功能聚合物材料在锂硫电池正极中的研究进展

锂硫电池作为锂金属电池的一种,具有理论比容量和能量密度高、硫价格低廉、环境友好等优点,是最有前景的下一代高容量存储体系之一。但是,硫正极存在多硫化物的穿梭效应的问题,容易导致硫活性物质丧失、容量衰退迅速、循环性能不好等,严重地阻碍了其商业化应用。高分子聚合物材料在结构上具有复杂性、多样性和高度可调性,可以根据应用需求对分子结构进行设计和合成,赋予聚合物材料不同的功能性。本文以功能聚合物在锂硫电池正极中的应用为研究对象,对聚合物硫正极材料以及锂硫电池用聚合物粘结剂的相关研究进展进行了总结。

有机硫化物在可充电电池中的研究进展

近年来,有机硫化物因具有结构灵活、种类繁多、资源丰富和环境友好的特点而在储能领域得到广泛应用,并展示出较大的发展前景.有机硫化物在充放电过程中会发生硫-硫(S—S)键的可逆断裂和形成,分子中S—S键的数目决定了电子转移的多少,而有机基团可以影响电池的电化学行为.本文综合评述了有机硫化物在可充电电池中的研究进展,主要包括有机硫小分子和聚合物正极材料在可充电锂电池中的应用,有机硫电解液添加剂对锂-硫(Li-S)和锂-硒(Li-Se)电池性能的影响及有机硫材料在其它可充电电池中的应用等4个方面.这些结构可调的有机硫化物展示出优异的循环稳定性,改变了传统Li-S和Li-Se电池的氧化-还原路径,参与正负极固体电解质界面的形成,能抑制多硫化物的穿梭效应,阻止锂枝晶的生长.最后,讨论了有机硫化物在可充电电池领域未来研究发展中面临的挑战.