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1、第21卷第9期化学进展Vol.21No.92009年9月PROGRESSINCHEMISTRYSep.,20093锂离子电池有机硫化物电极材料33孙莞柠应皆荣黄震雷姜长印万春荣(清华大学核能与新能源技术研究院北京100084)摘要有机硫化物电极材料是一类新型高比容量的储能材料,通过S—S键的可逆断裂与键合进行释能与储能,主要应用于锂离子电池的正极。该材料包括有机二硫化物、有机多硫化物和硫化聚合物等。本文综述了有机硫化物电极材料的研究现状,分析了各种材料的优势与不足,并展望了其发展趋势。如何提高现有材料的比容量并改善其循环性能是目前的研究重点。关键词锂离子电池有机硫化物电极材料中图分类号:TM
2、911;O646;O622.7文献标识码:A文章编号:10052281X(2009)0921963206OrganicSulfideElectrodeMaterialsforLithium2IonBatteries33SunWanningYingJierongHuangZhenleiJiangChangyinWanChunrong(InstituteofNuclearEnergy&NewEnergyTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)AbstractRecentprogressinresearchonorganicsulfide
3、electrodematerialsforlithium2ionbatteries,whicharenewtypecathodematerialswithhighspecificcapacity,includingorganodisulfide,organomultisulfideandsulfurizedpolymers,isintroduced.OrganicsulfidesareofelectrochemicallyactiveduetothechemicalreversibilityofS—Soxidationandreductionreactions.Inthispaperthea
4、dvantagesandshortcomingsoftheelectrodematerialsarediscussed,andtheirdevelopmentarealsopreviewed.Inaddition,improvingthespecificcapacityandcyclingstabilityofthematerialsshouldbetheresearchpriorities.Keywordslithium2ionbatteries;organicsulfide;electrodematerials发展前途的蓄电池体系。伴随着便携式电子产品的Contents发展,电池的比能量
5、从镍氢电池的80WhPkg到锂离子1Introduction电池的150WhPkg,再到目前锂离子聚合物电池的[1]2Organodisulfide180WhPkg,不断提高到新的水平。锂离子电池的2.1Polydisulfides正负极材料作为其重要组成部分,很大程度上决定2.2Dithiopolymers了锂离子电池的性能。在新型的电化学储能体系3Organomultisulfide中,金属锂的比容量在现有负极材料中最高,可达[2]4SulfurizedPolymers3861mAhPg,而限制锂电池比容量提高的关键是5Conclusion正极材料的比容量过低。受理论容量的限制,提高现有
6、正极材料的比容量是不现实的,如LiFePO4的1引言理论比容量也只有170mAhPg,因此寻找新的高比容在当今商业化电池市场中,锂离子电池是最具量正极材料势在必行。收稿:2008年9月,收修改稿:2009年2月3国家自然科学基金项目(No.50772057)、清华大学基础研究基金项目(No.JC2007044)和国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2007CB209707)资助33Correspondingauthore2mail:yingjr@mail.tsinghua.edu.cn·1964·化学进展第21卷单质硫的理论比容量为1675mAhPg,与锂组装基底上进行复合,Pan
7、i对DMcT有催化作用。复合成电池的理论比能量可达到2600WhPkg。但由于电采用两种不同的方法:(A)先用循环伏安法将DMcT池的循环性能差,一般需要将单质硫与电子导体和吸附在碳纤维基底上,后在碳纤维PDMcT上生长锂离子导体一起复合,才能得到较好的循环性能,但Pani膜;(B)先将Pani膜复合在碳纤维基底上,后将这会使活性物质硫在电极中的含量降低,影响电池DMcT在Pani膜上进行电化学聚合。将两种方
