大國院士 作品

第七百零一章:徐川:我對錢不感興趣~

  當然,這次上場的並不止它一個,除了碳材料以外,還有氮和鈉材料。

  事實上,因為碳具有很強的結合能力,可以與元素形成穩定的鍵,從而構成有機分子的機理,使用各種碳材料,如石墨烯,碳納米管等材料來進行各種化合物之間的穩定是很常見的事情。

  在鋰硫電池中,使用碳材料來穩定硫的性質也一直都是各大實驗室和研究機構的主要研究方向之一。

  如果是在其他領域,或許其他實驗室早就成功了。

  但在電池領域,就完全不同了。

  眾所周知,完整石墨晶格的非極性表面與極性多硫化物的相互作用較弱,會導致臭名昭著的穿梭效應和較差的硫轉化動力學。

  在鋰電池中,這都是無法接受的缺陷,會分別導致電池可能出現高溫自燃爆炸和電池容量降低,充放電效率降低等風險。

  這兩項,可以說是剛好卡在了電池的命門上。

  也導致了碳材料,至少石墨材料在鋰硫電池中的前景算不上多麼的光明。

  但是在化學材料計算模型的模擬驗算中,石墨材料卻是重要的組成部分。

  通過超算的助力,化學材料計算模型分析出了穩定‘單斜伽馬相硫"的材料。

  簡單的來說,通過在石墨晶格中設計了五邊形缺陷,以打破π-共軛的完整性,使局部電子分佈同時增強多硫化物的親和力並加速硫轉化動力學。

  而dft計算表明,與完整的石墨晶格相比,五邊形缺陷可以打破-共軛的完整性,誘導局部電子分佈,從而促進多硫化物的親和性,降低硫轉化障礙,進而從而提高鋰硫電池的儲能性能。

  不止如此,在實驗的過程中,川海材料研究所還發現,在實驗鋰硫電池中,即便是在充放電的反應體系中,有限的生成了Lisn(n>2)化合物這種會破壞電解液的物質,也會因為五邊形缺陷的碳材料表面吸附作用而聚集起來,累積在正負極的骨架附近。