球形核壳异质结构硫碳复合材料的设计及其在锂硫电池中的应用

项目名称： 球形核壳异质结构硫碳复合材料的设计及其在锂硫电池中的应用

项目编号： No.51402330

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 靳俊

作者单位： 中国科学院上海硅酸盐研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 锂硫电池由于具有理论能量密度高,原料丰富和成本低廉等优点，是下一代最具有发展潜力的二次电池。然而，硫本身低的导电性和反应中间产物在电解液中的溶解影响了活性物质容量的发挥，充放电过程电极体积效应以及低的硫负载量限制了电池的循环性能及能量密度，这些因素制约着了锂硫电池的商业化应用。本项目提出以高导电异质结构纳米碳复合材料提高硫的负载量，同时采用喷雾造粒法制备球形硫碳复合材料用于提高电极的堆积密度，通过表面包覆处理来维持球形颗粒的完整性及进一步抑制放电中间产物在体相电解液中的溶解，使硫电极在高负载量的条件下获得长期循环稳定性。本项目将深入分析不同结构纳米碳复合材料与电极中硫利用率的关系；探索不同包覆层材料对电池性能的影响；建立球形核壳结构内部电化学反应动力学模型，有望研制成功高能量密度、高功率型锂硫电池正极，为高性能大容量锂硫电池的发展奠定基础。

中文关键词： 核壳结构；异质结构；硫碳微球；包覆层；锂硫电池

英文摘要： Lithium sulfur battery is the one of the most promising candidates for next generation secondary batteries because of its high theoretical energy density, earth-abundant and low cost. Nevertheless, the lower utilization of sulfur is mainly originating fro

英文关键词： Core-shell structure；Heterostructure；Sulfur-Carbon microspheres；Coating layer；lithium sulfur battery