中國防化研究院的王維坤博士在9月16日于上海復(fù)旦大學(xué)舉行的“未來電動汽車高能電源研討會”上表示，大介孔碳可通過充填單質(zhì)硫形成寄生型碳硫復(fù)合物。利用碳的高孔容(>1.5cm3/g)，保證硫的高填充量，實(shí)現(xiàn)高容量；利用碳的高表面密度(>500cm2/g)吸附放電產(chǎn)物，提高循環(huán)穩(wěn)定性；利用碳的高導(dǎo)電性(幾S/cm)改善單質(zhì)硫的電絕緣性，提高硫的利用率和電池的充放電倍率性能。
大介孔碳的制備過程是：采用納米CaCO3作模版，酚醛樹脂作碳源，經(jīng)過碳化、CO2內(nèi)活化、HCL去模版、水洗。表面密度為1215cm2/g，孔容為9.0cm3/g，電導(dǎo)率為23S/cm。然后，與硫在300℃高溫下共熱，制備成LMC/S材料，其中S占70%。
由于硫電極低電壓平臺的高低與電解液的粘度密切相關(guān)，粘度越大，低電壓平臺越低;電導(dǎo)率與粘度比值越高，電池的電化學(xué)性能越好。因此，電解液的優(yōu)化組成為0.65MLiTFSI/DOL+DME(體積比為1:2)。
明膠粘合劑具有良好的粘附性、分散性，在鋰硫電池電解液中不溶解、不溶漲，能促進(jìn)多硫離子在充電時完全氧化成單質(zhì)硫，可提高鋰硫電池的放電容量和循環(huán)性能。
多孔電極采用“冷凍干燥、冰晶制孔”工藝制備，可保證電解液的深層浸潤，減少因放電產(chǎn)物的覆蓋導(dǎo)致活性反應(yīng)部位的損失。
防化研究院1.7Ah鋰硫電池的能量密度為320Wh/kg；在100%DOD放電下，循環(huán)100次，容量保持率約為75%，循環(huán)效率最高為70%。第1年自放電率約為25%，平均每月自放電率在2~2.5%；0℃放電容量達(dá)到常溫容量的90%以上，-20℃時的容差為常溫容量的40%;過放/過充電時，電池不燃不爆，過充電時，電池鼓脹，內(nèi)部有氣泡產(chǎn)生。
