納米Co2B基材料的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用研究

(作者：關(guān)斌//學(xué)校：哈爾濱工業(yè)大學(xué))

本文要點：

1. 鋰硫電池的優(yōu)勢：理論容量高（1675mAh g-1）；硫儲量豐富；

2. 鋰硫電池的基本問題：導(dǎo)電性差，多硫化物的穿梭效應(yīng)(shuttle effect),緩慢動力學(xué),

   PS:物體傳導(dǎo)電流的能力叫做導(dǎo)電性。其原子外層自由電子數(shù)以及其晶體結(jié)構(gòu)決定的。

3. 鋰硫電池的工作原理(轉(zhuǎn)移16個電子) (2.3V--1-2/3/4；2.1V--1-5/1-6)：

?4. 對應(yīng)的解決策略：

物理吸附：孔結(jié)構(gòu)設(shè)計吸附（介孔設(shè)計可以封存熔融態(tài)硫）從陣列到空心球再到雙殼層；

化學(xué)吸附：極性載體吸附（多硫化物是極性物質(zhì)，極性金屬氧化物吸附作用強）從雜原子吸附到氧化物化學(xué)鍵合(改變陰離子P軌道能級中心的相對位置，可以調(diào)控多硫化物的反應(yīng)動力學(xué))；隔膜改性（靜電排斥，極性吸附將多硫化物滯留在正極一側(cè)。）

?5. 本文的實驗討論：Co2B中硼原子具有獨特的核外電子，其核外空軌道可以接納更多多硫離子的電子，與多硫離子結(jié)合。Co2B復(fù)合材料(負載rGO,MXene, CNT材料)在電池正極及隔膜中的應(yīng)用。

思考與啟發(fā)：

鋰硫電池中主要問題是穿梭效應(yīng)導(dǎo)致的低容量和不穩(wěn)定循環(huán)。穿梭效應(yīng)主要是由于充放電反應(yīng)過程中產(chǎn)生的可溶性多硫化鋰。

氟的核外空軌道更多，金屬氟化物是否也是不錯的選擇，同時其有助于構(gòu)建穩(wěn)定的SEI膜。

課余時間：

whatman GF/F玻璃纖維濾膜種類：

GF/A: 1.6 μm?無粘結(jié)劑，細小顆粒截留度好、流速快、負載力高，應(yīng)用于藥品測定之前藥粉溶解液的過濾，或用于檢測廢水污染、空氣污染、藻類和細菌培養(yǎng)、食品分析、蛋白過濾和?-放射性測定，以及放射性dian、汽車尾氣煙氣收集，還作為電池隔膜用于鋰離子電池中，或電池材料的質(zhì)量控制過程（如電極電位測定），GF/A提供一次性過濾漏斗。

GF/B: 1.0 μm

無粘結(jié)劑，厚度是GF/A的3倍，濕強度更高，小顆粒保留好，流速快，吸液率大，特別凈化渾濁樣品或有機溶劑的高溫過濾，如毒素類樣品前處理、二甲苯可溶物過濾等，也常做電池隔膜，及診斷試劑盒介質(zhì)。

GF/C: 1.2 μm

無粘結(jié)劑，細小顆粒截留好，流速快，常作為檢測飲用水和天然、工業(yè)廢水的標準濾膜，還用于氣相色譜樣品前處理、細胞培養(yǎng)、液閃計數(shù)和結(jié)合診斷試劑盒開發(fā)。

GF/D: 2.7 μm

無粘結(jié)劑，流速相當快，同等條件下濾速比棉纖維濾紙更快，負載力很高，常作為膜過濾之前的預(yù)過濾，或有機溶劑如油脂中污染物截留等，GF/D玻纖膜的機械強度和的吸液率性能，常作為鋰離子電池隔膜以增加倍率性能。

GF/F: 0.7 μm

一種孔隙小的玻璃微纖維濾膜（0.6-0.8μm），無粘結(jié)劑，流速快，負載力很高。環(huán)境標準中固廢浸出毒性實驗就是以GF/F為分離介質(zhì)，沿用至今。GF/F是“水質(zhì)葉綠素測定”的標準玻纖濾膜。GF/F致密的毛細結(jié)構(gòu)，可用于DNA吸附和純化，或過濾細小的析出蛋白。GF/F通常與GF/D組成梯度過濾膜，處理大量的粘稠或難濾的生化溶液、流體及核酸樣本。GF/F提供一次性過濾漏斗。

材料的導(dǎo)電性比較：