【技术】简述“硫模板法”技术对锂离子电池负极体积性能的影响

随着人们对储能需求的日趋旺盛，对二次电池的性能也提出了越来越高的要求。纳米技术可以使电池“更轻”、“更快”，但由于纳米材料较低的密度，“更小”成为横亘在储能领域科研工作者面前的一道难题。

国家杰出青年科学基金获得者、天津大学化工学院杨全红教授研究团队提出“硫模板法”，通过对高体积能量密度锂离子电池负极材料的设计，最终完成石墨烯对活性颗粒包裹的“量体裁衣”，使锂离子电池变得“更小”成为可能。

作为当下使用最广泛的二次电池，锂离子电池具有很高的能量密度。锡、硅等非碳材料有望取代目前商用石墨作为新一代负极材料，大幅提高锂离子电池的质量能量密度(Wh kg-1)，但其巨大的体积膨胀严重限制了其体积性能优势的发挥。碳纳米材料构建的碳笼结构被认为是解决非碳负极材料嵌锂时巨大体积膨胀问题的主要手段;但在碳缓冲网络的构建过程中，常常引入过多的预留空间，导致电极材料的密度大幅降低，限制了锂离子电池负极体积性能的发挥。因此对碳笼结构的精确定制，不仅是重要的学术难题，也是新型高性能负极材料产业化的必由之路。