鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:878次 | 2021年04月08日
簡(jiǎn)述高倍率長(zhǎng)壽命鋰硫電池研究進(jìn)展
我國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王瑞虎課題組和溫州大學(xué)教授楊植合作,將水蒸氣刻蝕的多孔NbS2和高導(dǎo)電碘摻雜石墨烯(IG)復(fù)合到三元混合硫正極系統(tǒng)中,[email protected]@IG正極材料。在這種特殊三明治結(jié)構(gòu)中,層狀NbS2的高極性和強(qiáng)的親和力促進(jìn)多硫化物的物理攔截和化學(xué)吸附,協(xié)同解決了多硫化物溶解和穿梭效應(yīng)的問(wèn)題;NbS2的高電導(dǎo)率和孔隙率提高了界面電荷轉(zhuǎn)移和離子遷移,從而提高了Li-S電池氧化還原反應(yīng)的電化學(xué)動(dòng)力學(xué);IG包圍的夾層結(jié)構(gòu)不僅可以使硫物質(zhì)和層狀NbS2(或IG)之間發(fā)生緊密接觸,而且在充放電過(guò)程中能承受硫正極大的體積波動(dòng)。[email protected]@IG組裝的Li-S電池,在20-40C的高倍率下,表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
將CSS中的NbS2和硫粉末的漿料與IG混合,然后冷凍干燥,[email protected]@IG,[email protected]
隨著便攜電子設(shè)備以及電動(dòng)汽車(chē)等新興電子產(chǎn)品對(duì)高容量?jī)?chǔ)能裝置的迫切需求,鋰硫電池(Li-S)由于高的理論比容量和能量密度,以及硫的低成本和環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)被視為最有應(yīng)用前景的高容量存儲(chǔ)體系之一。然而,Li-S電池的商業(yè)化應(yīng)用仍存在一些技術(shù)挑戰(zhàn),如固體硫化物的絕緣性,可溶性長(zhǎng)鏈多硫化物的穿梭效應(yīng)以及充放電期間硫的體積變化大。這些問(wèn)題通常導(dǎo)致硫的利用率低,循環(huán)壽命差,甚至一系列安全問(wèn)題。如何大幅提高Li-S電池穩(wěn)定性的同時(shí)并新增其大功率放電性能,已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
我國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王瑞虎課題組和溫州大學(xué)教授楊植合作,將水蒸氣刻蝕的多孔NbS2和高導(dǎo)電碘摻雜石墨烯(IG)復(fù)合到三元混合硫正極系統(tǒng)中,[email protected]@IG正極材料。在這種特殊三明治結(jié)構(gòu)中,層狀NbS2的高極性和強(qiáng)的親和力促進(jìn)多硫化物的物理攔截和化學(xué)吸附,協(xié)同解決了多硫化物溶解和穿梭效應(yīng)的問(wèn)題;NbS2的高電導(dǎo)率和孔隙率提高了界面電荷轉(zhuǎn)移和離子遷移,從而提高了Li-S電池氧化還原反應(yīng)的電化學(xué)動(dòng)力學(xué);IG包圍的夾層結(jié)構(gòu)不僅可以使硫物質(zhì)和層狀NbS2(或IG)之間發(fā)生緊密接觸,而且在充放電過(guò)程中能承受硫正極大的體積波動(dòng)。[email protected]@IG組裝的Li-S電池,在20-40C的高倍率下,表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
研究成果發(fā)表在A(yíng)CSNano上,研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)的資助。當(dāng)前,對(duì)廢棄鋰離子電池的各種處理方式都存在各自的問(wèn)題,而拆解電池并分離貴重金屬的方式,仍然是最能兼顧環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益的做法,其中在鋰離子電池中,含有鈷、鎳等元素的材料價(jià)值含量較高。尤其是鎳材料,自印尼在今年一月十二日出臺(tái)鎳原礦出口禁令以后,國(guó)際市場(chǎng)上鎳價(jià)的漲幅已經(jīng)超過(guò)60%。另外,當(dāng)前拆解鈷、鎳廢料的技術(shù)較為成熟。因此,拆解鈷、鎳廢料也成為處理廢舊鋰離子電池的重要方式。如在對(duì)廢鋰離子電池的處理上,首先要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理,包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解之后的塑料以及鐵外殼可以回收;然后再對(duì)電極材料進(jìn)行粉碎分選工藝,利用自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)極片進(jìn)行回收處理。廢舊鋰離子電池中鈷含量較鈷精礦中含量還要高。可見(jiàn),實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池的資源化回收,能有效緩解我國(guó)金屬資源的短缺問(wèn)題。報(bào)廢動(dòng)力鋰離子電池和廢手機(jī)電池可以通過(guò)鋰離子電池破碎回收設(shè)備實(shí)現(xiàn)金屬再利用價(jià)值,鋰離子電池破碎回收設(shè)備的研發(fā)給報(bào)廢鋰離子電池供應(yīng)一條新出路。據(jù)悉,無(wú)論是混動(dòng)還是電動(dòng)的新能源汽車(chē),其體內(nèi)都會(huì)有相同必不可少的重要器官動(dòng)力鋰電池。我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池淘汰高峰期即將到來(lái),大約在5年以后就將出現(xiàn)大量換電需求,屆時(shí)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬(wàn)到17萬(wàn)噸。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
廊坊三元材料鋰離子電池的破碎分離價(jià)格多少廊坊據(jù)資料顯示看,鈷是資源稀少,價(jià)格較貴的金屬,世界各國(guó)都比較重視工業(yè)生產(chǎn)中鈷的回收,我國(guó)每年鈷的需求量約600-800t,其中60%要進(jìn)口。廢舊鋰離子電池是一種含鈷量比較高的工業(yè)垃圾,一個(gè)重約40g的電池,含金屬鈷約6g,按每年報(bào)廢1億只(逐年大幅度遞增)此類(lèi)電池計(jì),其中可回收鈷約600t,具有可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益,開(kāi)展鋰離子電池綜合利用研究,在環(huán)保方面具有重大的社會(huì)意義。如下,相關(guān)鋰離子電池設(shè)備回收線(xiàn)工藝詳述:公司在廢舊電池回收和處理、再生能源的研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域里表現(xiàn)出了不可估量的前景和強(qiáng)勁的動(dòng)力。鞏義市瑞賽克機(jī)械設(shè)備有限公司鋰離子電池負(fù)極片處理發(fā)明完全采用機(jī)械撕碎、破碎、粉碎、分離等物理處理辦法回收、分離鋰離子電池中正負(fù)極材料,整套工藝中不添加任何化學(xué)成分,不采用任何化學(xué)處理工藝,完全環(huán)保,一套動(dòng)力鋰離子電池破碎回收設(shè)備系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)廢鋰離子電池正負(fù)極片材料的分離、回收的完整操作,無(wú)需其他設(shè)備配合,工序完整,簡(jiǎn)便。