头条新闻

您的当前位置: 首页 > 学院新闻 > 头条新闻 > 正文

周灵平教授团队在热电池领域研究取得重要进展

发布者:发布时间:2017-06-28浏览量:

热电池是以熔盐作为电解质通过热激活的贮备型高温一次性电池,其比功率、比能量高,贮存时间长(20年),激活时间短( 1 s),可耐震动自旋,被广泛应用于军事武器装备(核武器、导弹、鱼雷)、太空探索和矿山井下安全等领域。目前,热电池的工作寿命主要受制于正极材料,国内外通用的正极材料包括FeS2CoS2,其中FeS2正极材料虽具有较高的放电电压和稳定的放电性能,但较低的热分解温度和较高电阻使其只适合短寿命热电池,而低电阻、高热稳定的CoS2作为正极材料可有效提高热电池寿命,但其较低的比容量限制了热电池寿命的进一步提升。NiS2不仅具有较高的理论比容量(870 mAh g-1)、较低的合成成本,而且热稳定及放电电压都处于FeS2CoS2之间,被认为是一种理想的热电池正极材料,但其在热电池中总是难以完全放电,实际比容量离理论值相差甚远,相关放电机理尚不十分清楚,致使其一直没有在热电池上应用。

近期,材料学院周灵平教授团队成功研制开发了一种高比容量纳米NiS2热电池正极材料。该研究成果以The acceleration intermediate phase (NiS and Ni3S2) evolution by nanocrystallization in Li/NiS2 thermal batteries with high specific capacity发表在J. Power Sources(2014级博士生金传玉为该论文第一作者,周灵平教授为该文通讯作者)该工作通过简单、高效、适合工业化生产的方法-球磨低温煅烧法制备出纯相纳米级NiS2,以LiB合金为负极,三元熔盐(LiF-LiCl-LiBr)为电解质,在0.1 A cm-2500 下放电,Li/NiS2热电池的比容量达到794 mAh g-1,比能量高达 1263 Wh kg-1

 

图1 纳米NiS2

       

2 不同尺寸NiS2正极放电特性

 

       

3 纳米NiS2放电反应过程

 

这项工作得到国外热电池同行的肯定,为NiS2正极材料制备与应用奠定了理论基础。文章链接http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775317304330

周灵平教授团队近期还在高比功率热电池正极材料NiCl2方向取得一定进展,通过有效碳包覆在改善NiCl2导电性的同时降低其与电解质的熔浸性,提高了Li/NiCl2热电池的比功率,相关工作发表在Applied Surface Science上。

文章链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016943321730034X

 

 

+1
0
该内容对我有帮助
更多