锂硫电池正极复合材料研究现状

锂硫电池由于其高理论能量密度(2600W·h/kg)而受到了广泛的关注,是极具应用前景的电池体系.硫基正极材料作为锂硫电池的重要组成部分,是提高电池性能的关键.然而锂硫电池还存在一些问题,如硫的利用率低及正极结构的稳定性差等.本文综述了近几年锂硫电池硫正极复合材料的研究现状,分别从硫/碳复合、硫/导电聚合物复合、硫/氧化物复合3个方面进行介绍,指出了未来锂硫电池正极材料要注意结合硫/导电聚合物及硫/氧化物的优势并注重材料结构的设计,向核壳或类核壳结构方向发展的趋势,同时还要提高载硫量,提高循环稳定性,以获得高性能的锂硫电池.     

石墨烯在锂硫电池中的应用

锂硫电池具有很高的能量密度[2 600(W·h)/kg],其正极材料硫具有储藏丰富、对环境友好等优点,因此锂硫电池成为下一代二次电池的研发重点。然而,硫的高绝缘性、反应过程中体积的变化以及中间产物多硫离子溶解等难题,使其目前很难实现商品化。石墨烯具有超高的导电性和优异的力学性能,其与硫制成的复合材料作为电池正极材料可以有效地解决上述问题。从石墨烯–硫复合材料、石墨烯–碳–硫复合材料、石墨烯–聚合物–硫复合材料、石墨烯–氧化物–硫复合材料等方面出发,总结了石墨烯在锂硫电池中作为正极材料的最新进展,并且提出了未来石墨烯在锂硫电池中应用的研究主要在探索石墨烯简捷的制备方法、研究石墨烯新的应用方式、开发多种材料复合等方面。     

碳基/硫复合材料用于锂-硫电池正极的研究

锂-硫电池得益于其高的理论比容量和能量密度,受到了很多科研人员的关注,它集绿色无污染、价格实惠、来源广阔等多种优点于一身,激发了专家学者的探索兴趣。其中锂-硫电池的正极材料是影响电池性能好坏的一个重要因素,现今碳材料的高导电性成为硫宿主材料的研究热点之一。本文主要介绍了几种碳基复合材料用于锂-硫电池的正极设计以及性能研究。     

改善锂硫电池循环性能的研究进展

综述了制约锂硫电池循环性能的因素和正极、负极、电解质对锂硫电池循环性能改善的影响。介绍了制约锂硫电池循环性能的主要因素：不可逆硫化锂的形成、硫正极多孔结构的失效和电解液组分与锂负极的副反应。分别介绍了改善锂硫电池循环性能的途径：合适的黏合剂、碳材料、正极制备工艺,锂负极保护技术,合理组分的电解质,电池结构与设计。并在此基础上对今后的发展趋势进行了展望。     

基于泡沫镍制备硫正极的研究

锂硫电池正极的制备通常包括硫载体材料的制备、硫载体材料覆硫制备硫正极复合材料、混浆料、涂片等工艺,制备工艺繁琐,且涂片时所用胶粘剂、导电碳会增加正极质量,减小了电池的比能量密度.为了解决上述问题,将氧化石墨烯与硫的混合物通过离心将其渗入泡沫镍孔隙中,经过还原氧化石墨烯后干燥得到硫复合材料.这种含泡沫镍的硫复合材料可直接...     

锂硫电池正极材料的研究进展

世界能源短缺危机日益严重,发展可再生能源成为必然趋势,而储能系统的研究则成为其中的关键。另外,锂离子电池在电子设备中有着重要的作用,但是其较低的理论比容量,使之难以满足大型电子设备的需求。锂硫电池具有数倍于锂离子电池的理论比能量密度(2 600 Wh·kg^-1)和理论比容量(1 675 mAh·g^-1),而且单质硫储量丰富、价格低廉,因此锂硫电池是非常具有应用前景的储能器件。正极材料对锂硫电池性能具有重要的影响,并得到广泛研究。本文综述了近年来硫/碳、硫@碳/金属化合物、硫/杂原子掺杂碳以及负载催化剂的硫/碳等各类复合材料在锂硫电池中的研究进展,并对其发展进行了展望。     

多级孔碳在锂硫电池正极中的研究进展

锂硫电池因其理论能量密度高、原材料丰富、成本低廉等优点而受到广泛关注。然而硫正极电导率低、体积膨胀、以及脱嵌锂过程中多硫化物产生的穿梭效应等问题限制了锂硫电池的商业化应用。其采用导电材料作为硫载体,一方面可缓解体积膨胀,另一方面可改善正极导电性,同时一定程度上限制多硫穿梭。多级孔碳由于具有导电性优良、结构稳定、孔径及形貌可控等优点,被认为是一种理想的硫载体。从锂硫电池的发展背景出发阐述了多级孔碳作为硫载体的研究意义,首先介绍了多级孔碳材料的制备方法如硬模板法、软模板法和活化法等,进一步介绍了碳材料中的微孔、介孔及大孔在锂硫电池中提升导电性、稳定结构和抑制多硫穿梭效应的作用机理,最后对多级孔碳作为硫载体推进锂硫电池的发展前景进行了展望。     

锂硫电池用玉米苞叶基活性炭/硫复合正极材料的电化学性能

锂硫电池因具有超高的理论比容量（1675 mA·h·g^-1）而被认为是最具有应用前景的二次电池。但硫基正极面临着硫导电性差、利用率低、正极结构稳定性差等问题。采用KOH化学活化法将廉价易得的农业废弃物玉米苞叶制备为多孔碳材料后,与升华硫复合获得硫/碳复合材料。利用XRD、SEM、TEM和BET对该硫/碳复合材料的微观结构、形貌等进行表征发现,玉米苞叶制备的多孔碳材料具有类石墨烯片层结构,且表面具有大量的介孔结构,硫元素均匀分布在多孔碳材料中。采用恒流充放电和交流阻抗法对该复合材料正极电化学性能进行测试发现其具有较高的放电比容量和良好的循环性能,这是由于类石墨烯片层结构的多孔碳材料提高了硫正极的导电性,且其极大的比表面积大幅增加了电化学反应位点,提高了硫的利用率。     

锂硫电池硫基碳正极材料及其改性研究进展

综述了锂硫电池存在的问题和碳纤维、碳纳米管、氧化石墨烯、多孔碳四种碳材料的性能以及其在锂硫电池正极中的应用,并探讨了碳材料原位掺杂非金属(C、N、O、B等)和复合各种金属化合物对材料的导电性和对多硫化物吸附性能的影响,以及对锂硫电池循环性能的影响。提出非金属掺杂多孔碳材料复合金属化物作为锂硫电池正极碳材料来降低多硫化物的穿梭效应以及反应过程中的体积膨胀,提高活性物质利用率,进而提高锂硫电池性能。     

锂离子电池单质硫复合正极材料研究进展

单质硫复合材料是继金属氧化物及金属硫化物之后发展起来的新型电池正极材料.主要介绍了单质硫复合材料(包括单质硫/纳米金属氧化物、单质硫/聚合物、单质硫/碳材料)的商业现状和技术现状,并展望了单质硫复合材料的改进方向及其发展前景.     

广西合山高硫煤各种形态硫的分布及其利用途径

高硫煤中各种形态硫的分布及其镶嵌特征是选择煤的脱硫工艺和合理利用的基础,采用氯化锌重液分级和岩相分析手段对合山高硫煤的各种硫的分布作了深入细致的研究,表明合山高硫煤中的有机硫占80％以上,因而很难通过洗选的方法来脱除其硫分。     

世界硫需求及硫肥状况

阐述世界硫肥的需求状况:到2012年世界农业缺硫量预计每年将达1 100万t,而亚洲和美洲将成为全球最严重的缺硫地区。环境污染控制、集约化农业生产以及低硫高浓度肥料的使用,加剧了全球范围内土壤缺硫状况。缺硫日益成为农业可持续发展和提高肥料利用率的限制因素之一,但也刺激农用硫肥的需求,为肥料工业开发新技术和新产品、开拓市场提供了契机。有3种硫肥,分别是:(1)硫酸盐基;(2)硫磺基;(3)液态硫基,其中硫酸盐基占绝大部分,其具有较好的理化特性,可直接、均衡为作物提供多种养分。本文介绍含硫肥料的种类、各种肥料的性能及目前世界上开发多种新型含硫肥料产品来适应和满足不同作物、土壤的需要。     

我国高硫煤资源研究

煤炭燃烧释放大量的SO2气体,给生态环境带来极大的影响。高硫煤是我国重要的煤炭资源,了解高硫煤的分布特征、赋存状态对环境保护具有重要的现实意义。文章介绍了我国高硫煤资源及其分布特点,针对高硫煤尤其高有机硫煤的赋存特征和地质成因进行了分析,为高硫煤资源的合理开发利用提供依据,以期获得更全面的认识。     

磷石膏中硫资源利用的研究与应用现状

目前中国每年要排放超过5×10⁷ t的磷石膏,大量堆积的磷石膏限制了磷肥工业的发展。介绍了中国硫资源的现状,指出从磷石膏中回收利用硫资源对解决中国硫资源紧缺有重要意义。目前从磷石膏中利用硫资源主要是集中在对磷石膏制硫磺、硫酸或硫脲工艺的研究上。介绍了磷石膏的综合利用现状,重点介绍了磷石膏利用硫资源的研究应用现状,提出对磷石膏利用硫资源工艺技术研究的建议。     

二氧化硫催化还原为单质硫的研究进展

介绍了以H₂、CO、NH₃、炭及烃类物质为还原剂将SO₂催化还原为单质硫的研究进展，指出以CO和C₂H₄为还原剂的研究将更有实际意义。     

橡胶添加剂不溶性硫的研究进展

简要回顾了不溶性硫的国内外发展情况,阐述了不溶性硫的形成机理,详细介绍了气化法、接触法、辐射法、熔融法等制备不溶性硫的生产方法.探讨了不溶性硫制备过程中工艺因素的作用,如稳定剂、急冷、提纯、充油.建议对熔融法制备不溶性硫的生产技术作进一步深入研究,加快技术转化,以期取代气化法大规模地应用于工业生产中.     

含硫气井新型高效溶硫剂体系的研制及评价

对溶硫剂二甲基二硫醚(DMDS)、二芳基二硫醚(DADS)进行复配,并加入催化剂PT,得到了去除气井开发中沉积的硫的有效配方。催化剂PT在DMDS-DADS-PT体系中的加量为15%,压力为0.10 MPa,磁力搅拌速率为420 r/min下,25℃时,硫在DMDS-DADS-PT体系中的溶解度为173.6%,溶硫时间为2.52 min;90℃时,硫在DMDS-DADS-PT体系中的溶解度为600.8%,溶硫时间为0.55 min。其性能优于美国SULFA-HITECH溶硫剂和加拿大DMDS-DMF-NaHS溶硫剂。     

硫转移剂在催化裂化装置中的运用

通过分析催化裂化装置中硫分布的影响因素和SOx的转移机理，介绍了国内外硫转移剂的应用和研究情况。最后结合我厂的实际情况提出了一些建议。     

Studies of sulfur behavior in rubber compounds

The influence of temperature and storage time of polymeric sulfur from different producers on its behavior in rubber compounds was studied. Also, the influence of activation by neutron irradiation on a quantity of an insoluble fraction in polymeric sulfur was investigated. To better understand the reason of the small difference in properties of tested polymeric sulfur, its topological structures were evaluated using a thermomechanical method. It was confirmed by a previous conclusion that these kinds of polymeric sulfur have very similar topological structure, and as a result, their behavior in rubber compounds should be practically the same. Studying the reason of blooming in the mineral sulfur it was found that at normal storage conditions, sublimation and oxidative degradation of soluble sulfur could be negligible. For these measurements radioisotopic methods were used. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 69: 1531–1536, 1998     

Reaction of elemental sulfur in ethylenediamine with sulfur mustard

Reaction of elemental sulfur in ethylenediamine with 1,1-thiobis(2-chloroethane) or sulfur mustard, the potent chemical warfare agent has been studied. The optimum conditions for the reaction are established for the complete conversion of sulfur mustard into non-toxic products. The above reaction has been successfully converted into a technology for chemical destruction of sulfur mustard (patented in USA, Russia, Germany and India).