中科院苏州纳米所发明包裹锂硫电池正极材料新技术

近日，中科院苏州纳米所陈立桅团队在锂硫电池的研究方面取得进展，相关成果发表于《自然—通讯》杂志。常规的包覆策略是在硫正极材料颗粒外制备一个包覆层，然后将此材料制备成正极并与电解液等搭配组装成电池。但常规包覆策略存在一个难以克服的矛盾：如果材料颗粒在组装电池之前已覆有完美包覆层，则电解液难以扩散进材料内部，导致内部的硫无法参与充放电过程；如果材料未被完美包覆，则充放电过程中的中间产物多硫化物仍将从正极材料中扩散出来，造成穿梭效应。为此，研究人员预先使碳/硫复合颗粒生长一层不完美的含孔的预包覆层，后将由此材料制备而成的正极与含有特殊添加剂的电解液一起组装成电池。在电解液浸润碳/硫颗粒的同时，添加剂与预包覆层发生反应，从而在颗粒外部原位形成致密的包覆层。研究表明，采用新包覆策略的锂硫电池的库仑效率和循环寿命得到显著提升，其组装的电池在高放电倍率的条件下呈现出极好的循环稳定性。