IF: 31! 青岛科技大学刘杰/广东工业大学张山青EES:一体化薄电极协同多功能粘结剂均质化高载量硫正极中Li+传输
研之成理
2026-05-02 08:29
文章摘要
背景: 锂硫电池因其高理论能量密度被视为下一代储能系统的重要候选,但提升实际能量密度需要构建厚电极和高硫负载,这会导致Li⁺传输动力学迟缓、硫利用率低和循环寿命缩短。研究目的: 本研究提出一种集成薄电极结构与多功能粘结剂的协同策略,旨在同时提升锂硫电池的面积容量和倍率性能,并解决高载量下的Li⁺传输问题。结论: 通过一步热处理将硫、导电碳和粘结剂原位集成,形成致密的薄电极结构,显著缩短Li⁺传输距离并促进均匀传输;多功能粘结剂的硝基官能团可削弱多硫化物中的S-S键,加速其转化动力学。实验结果表明,在4.6 mg cm⁻²硫负载下,电流密度为7 mA cm⁻²时面积容量达3.00 mAh cm⁻²;在实用化条件(硫载量10.4 mg cm⁻²,E/S 3.6 μL mg⁻¹)下,面积容量达9.01 mAh cm⁻²,并成功实现0.6 Ah软包电池。该工作为实用化硫电极的设计提供了新思路。
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