锂硒电池及碳/硒电极：机遇与挑战

李 静， 张 辰， 陶 莹， 凌国维， 杨全红

(1.天津大学 化工学院，天津300072；2.天津大学 海洋科学与技术学院，天津300072)



锂硒电池及碳/硒电极：机遇与挑战

李 静1， 张 辰1， 陶 莹1， 凌国维2， 杨全红1

(1.天津大学 化工学院，天津300072；2.天津大学 海洋科学与技术学院，天津300072)

硒是硫的同族元素，具有较高的电导率、与硫相当的体积比容量，是一种新型锂离子电池正极材料。然而锂硒电池在充放电过程中存在的穿梭效应较大地影响了锂硒电池的电化学性能。目前已有一些关于抑制锂硒电池穿梭效应、提升锂硒电池电化学性能的研究。本文综述了锂硒电池的研究现状，着重介绍了硒碳复合电极的进展，论述了其主要优势及存在的问题，并展望了石墨烯在锂硒电池中的应用，最后对提升锂硒电池电化学性能的关键因素进行了分析。

锂硒电池； 炭材料； 石墨烯； 限域作用

1 前言

近年来，随着通讯技术、高端电子移动设备、电动汽车和空间技术的迅速发展，人们对移动电源的依赖愈发迫切，因此也对可充电电源的性能提出了更高的要求。传统的锂离子电池存在着容量低、安全性差等不足，发展高容量、低成本和环境友好的新型锂离子电池体系具有非常重要的意义。由于具有较高的理论能量密度(2 600 Wh·kg-1)，锂硫电池受到了广泛关注，被认为是极具应用前景的下一代锂电池。然而，作为正极材料的硫导电性差，放电中间产物存在严重的穿梭效应，同时还具有与其他电极材料同样的相转变体积变化等问题，使得电池活性物质利用率低，循环寿命和倍率特性都受到了严重制约。……