俄罗斯科学家研发新技术 创锂/钾电池新阴极材料
2025-07-09 09:15
来源:俄罗斯科学院
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俄罗斯科学家借助简单原位技术,以聚苯胺和硫为基础,研制出有前景的锂/钾电池阴极材料。参与此项研究的研究人员来自俄罗斯科学院联邦化学物理和药物化学问题研究中心(切尔诺戈洛夫卡)、俄罗斯科学院乌法联邦研究中心、乌法国立石油技术大学以及俄罗斯科学院乌拉尔分院(叶卡捷琳堡)M.N.米赫耶夫金属物理研究所,研究结果发表于《合成金属》杂志。

专家提出一种新型简便方法,用于制造锂离子和钾离子电池阴极材料,该方法基于导电聚合物聚苯胺(PANI)、多壁碳纳米管(MWCNT)和硫磺。此方法基于在MWCNT和过硫酸铵存在下苯胺的原位化学聚合,确保了复合材料中组分均匀分布。硫纳米颗粒尺寸约20纳米,提高了其用于电化学反应的可用性。较低硫含量(最高达25%重量百分比)可避免传统锂硫电池的典型问题,如多硫化物的溶解性和低电导率。

一种最有前景的含3 - 5%硫的PANI/MWCNT/S复合材料,在电流密度为100 mA/g、平均放电电压为2.4 V时,显示出165 mAh/g的比容量,超过了纯聚苯胺及其与无硫纳米管的复合材料的相应值。

除锂电池外,科学家们还首次在钾电池中对所研制的复合阴极(基于聚苯胺及其衍生物聚茴香胺)进行了初步测试,阳极采用液态钾钠合金(K - Na)。这些成果为探索“后锂”时代制造更经济、更可扩展的电池的可能性开辟了道路。该研究提出的制造有机电极材料新方法,可减少合成步骤并降低生产阴极成本。

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