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《ACS Nano》清华伯克利周光敏/北航邢雅兰综述:用于柔性锂硫电池的石墨烯基材料

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高分子材料科学 2021-09-17 12:11

对可穿戴电子设备日益增长的需求需要具有高稳定性和理想能量密度的柔性电池。通过低成本硫的多电子化学,柔性锂硫电池( FLSB)由于其高理论能量密度而得到越来越多的研究。然而,FLSB 的实施面临着一些障碍,包括其实际能量密度低、寿命短和灵活性差。各种基于石墨烯的材料已被应用于解决这些问题。石墨烯具有良好的导电性和柔韧性,与其他活性/催化/柔性材料表现出协同效应,形成多功能石墨烯基材料,在FLSBs中发挥着举足轻重的作用。

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图 2. 代表用于 FLSB 的石墨烯基材料的示意图。

清华-伯克利深圳研究院、北京航空航天大学科研团队 总结了基于石墨烯的 FLSB 材料的最新进展。作者首先简要介绍石墨烯和石墨烯基材料的各种配置,然后是 FLSB 中的挑战,并提出同时实现机械性能、能量密度和循环稳定性是关键。 随后,主要内容将集中在石墨烯基材料在 FLSB 的关键部件中的应用,包括柔性硫基正极、柔性锂基负极和柔性夹层——分析强调由于结构设计和石墨烯功效而导致的性能增强。特别关注精确的纳米结构、石墨烯功效、界面效应和电池布局,以实现具有良好柔韧性、能量密度和循环稳定性的 FLSB。最后,在取得的成就的基础上,提出了未来的展望和个人见解。

图 7. 用石墨烯改性的一维材料

相关论文以题为 Graphene-Based Materials for Flexible Lithium–Sulfur Batteries 发表在《 ACS Nano 》上。 通讯作者 是 清华 -伯克利深圳研究院 周光敏副教授 、 北京航空航天大学 邢雅兰博士 。

参考文献:

doi.org/10.1021/acsnano.1c03183

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