嫁接多硫化物到功能化的氮-卤化合物上实现高性能锂硫电池 认领

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作者 吴俊锋 张渤海 +4 位作者 刘胜 宋逸华 叶世海 言天英 高学平 《中国科学:材料科学(英文版)》 SCIE EI CSCD 2020年第10期2002-2012,共11页

锂硫(Li-S)电池因其能量密度高,被认为是最有前景的储能系统,但多硫化锂在电解液中的溶解阻碍了其实际应用.本工作将N-溴邻苯二甲酰亚胺C8H4NO2Br,NBP),一种具有亲碳、亲硫、亲锂、亲溶剂性质的芳香分子,引入到活性石墨烯(AG)中,制备出... 锂硫(Li-S)电池因其能量密度高,被认为是最有前景的储能系统,但多硫化锂在电解液中的溶解阻碍了其实际应用.本工作将N-溴邻苯二甲酰亚胺C8H4NO2Br,NBP),一种具有亲碳、亲硫、亲锂、亲溶剂性质的芳香分子,引入到活性石墨烯(AG)中,制备出了硫复合阴极.并证实了亲碳的NBP能够很容易地通过π-π堆叠的相互作用固定到AG上.在放电过程中,溶解的多硫化锂阴离子(LiS−n)通过SN2取代反应自发地嫁接到亲硫的NBP上,生成C8H4NO2SnLi,从而将溶解的LiS−n带回到复合阴极的AG表面.此外,NBP的亲锂性和亲溶剂性提高了多孔复合阴极的润湿性,电解质分子容易渗透到AG的微介孔中,促进了电解质的扩散.因此,在锂硫电池中,NBP作为一种多功能的化合物,具有固定多硫离子的功能,并能增强电解质的扩散.NBP的上述特性使得硫复合阴极在循环稳定性方面具有较好的电化学性能. 展开更多

关键词 邻苯二甲酰亚胺 多硫化物 复合阴极 锂硫电池 取代反应 能量密度 多硫离子 放电过程

双核磺化酞菁钴与硫化钠反应的伏安法研究 认领

2

作者 崔晓霞 刘刚 +3 位作者 盛清涛 申峻 王玉高 牛艳霞 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期7-14,共8页

PDS脱硫法有效解决了氰化氢中毒问题,得到许多企业的青睐,但副盐问题仍然是目前整个脱硫行业十分关注的话题。采用循环伏安法对PDS脱硫体系中双核磺化酞菁钴(bi-CoPc)与硫化钠的反应过程进行了研究。结果表明:Na2S和Na2Sx在玻碳电极上... PDS脱硫法有效解决了氰化氢中毒问题,得到许多企业的青睐,但副盐问题仍然是目前整个脱硫行业十分关注的话题。采用循环伏安法对PDS脱硫体系中双核磺化酞菁钴(bi-CoPc)与硫化钠的反应过程进行了研究。结果表明:Na2S和Na2Sx在玻碳电极上的氧化反应是受浓度扩散控制的不可逆反应,且S^2-向S8 的转化并不是一步完成,而是先转化成Sx^2-,进而再生成S8。此外,参与反应的S^2-仅有20%转化为S8。Sx^2-以S2^2-~S9^2-中的某两种形式为主要存在形式,且Sx^2-的存在形式可能对于S8 的生成速率和生成量有一定影响。bi-CoPc在水溶液中易与 OH^-形成配合物,加入碳酸盐缓冲溶液,可降低配合物的形成能力,同时,Co^+/Co^2+的氧化还原反应更易发生。bi-CoPc与 Na2S反应先生成S2^2-,然后S2^2-可转化为更长链的Sx^2-,最终形成S8。该研究结果有助于加深对脱硫机理的了解,同时,对降低副产物生成有一定的指导意义。 展开更多

关键词 湿法脱硫 双核磺化酞菁钴 硫化钠 伏安法 多硫离子

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FeSx包覆VS4/RGO的合成及储锂性能研究 认领

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作者 王梨梨 陈伟伦 张五星 《材料科学》 2018年第6期677-686,共10页

VS4的放电电压大约在2.0 V,用作锂离子电池正极材料其电化学稳定性较差,主要原因在于多硫离子在醚类电解液中的溶解。因此,本论文采用溶液法制备了FeSx包覆VS4/RGO复合材料作为锂离子电池正极材料。研究表明,所得到的FeSx-VS4/RGO复合... VS4的放电电压大约在2.0 V,用作锂离子电池正极材料其电化学稳定性较差,主要原因在于多硫离子在醚类电解液中的溶解。因此,本论文采用溶液法制备了FeSx包覆VS4/RGO复合材料作为锂离子电池正极材料。研究表明,所得到的FeSx-VS4/RGO复合正极材料在醚类电解液中的循环性能和倍率性能均得到明显改善。在100 mA?g?1的电流密度下,循环100圈后仍具有456 mAh?g?1的比容量,在1.0 A?g?1的倍率下,比容量可达372 mAh?g?1。进一步分析表明,FeSx包覆层能够化学吸附多硫离子,抑制多硫离子在醚类电解液中的溶解和穿梭,进而降低其自放电效应。而且,FeSx包覆层能够促进锂离子的迁移,提高电化学反应的动力学过程,进而改善VS4/RGO正极材料在醚类电解液中的储锂性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 四硫化钒 多硫离子 FeSx

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偏钒酸钠与硫化氢反应的光谱研究 认领

4

作者 郭彩霞 牛艳霞 +3 位作者 申峻 盛清涛 刘刚 王玉高 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期72-78,共7页

采用紫外可见分光光度法研究栲胶脱硫体系下的偏钒酸钠与硫化氢作用过程中的硫元素迁移规律,选用碳酸盐缓冲溶液调控反应体系的pH值为8~9来模拟硫化氢的吸收,结果表明:偏钒酸钠与HS-反应时,迅速生成了吸收波长为360nm的多硫离子,而后多... 采用紫外可见分光光度法研究栲胶脱硫体系下的偏钒酸钠与硫化氢作用过程中的硫元素迁移规律,选用碳酸盐缓冲溶液调控反应体系的pH值为8~9来模拟硫化氢的吸收,结果表明:偏钒酸钠与HS-反应时,迅速生成了吸收波长为360nm的多硫离子,而后多硫离子再缓慢转化成硫单质;同时五价钒被还原为四价钒离子.反应体系中多硫离子的存在与c(Na2S)∶c(NaVO3)有关,且c(Na2S)∶c(NaVO3)越大,多硫离子的生成越低,意味着转化为稳定单质硫的效率越低.多硫离子自身不稳定,受温度和放置时间影响较大. 展开更多

关键词 脱硫 偏钒酸钠 多硫离子 硫化氢 UV-VIS光谱

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高比能锂硫二次电池研究进展 认领 被引量：1

5

作者 吴奕环 乔志军 《能源与节能》 2016年第3期99-101,116共4页

综述锂硫电池国内外发展现状,从机理上讨论制约锂硫电池能量密度和循环性能的主要因素,介绍了改善锂硫电池电化学性能的方法,在此基础上对其今后的发展趋势进行展望。

关键词 锂硫电池 多硫离子 硫-炭复合正极材料

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栲胶脱硫工艺中含硫副产物生成的热力学分析 认领

6

作者 牛艳霞 凌开成 +2 位作者 盛清涛 高竹青 申峻 《化肥工业》 CAS 2015年第2期19-24,33共7页

采用热力学方法研究了栲胶脱硫工艺中HS^-与钒的反应机理和副反应的吉布斯自由能变。研究结果表明，脱硫液中五价钒主要是以HV2O7^3-形式存在，四价钒主要是以V4O9^2-形式存在。HS^-与五价钒反应可瞬间生成多硫离子Sx^2-然后Sx^2-转化... 采用热力学方法研究了栲胶脱硫工艺中HS^-与钒的反应机理和副反应的吉布斯自由能变。研究结果表明，脱硫液中五价钒主要是以HV2O7^3-形式存在，四价钒主要是以V4O9^2-形式存在。HS^-与五价钒反应可瞬间生成多硫离子Sx^2-然后Sx^2-转化为单质硫。在栲胶脱硫工艺的操作温度下，HS^-和Sx^2-与氧气作用均可生成副产物，但Sx^2-比HS^-活泼，更易发生副反应，且Sx^2-中x的值越小越活泼。在《一转化为副产物S2O3^2-的过程中，温度越高，越有利于副反应的发生。对栲胶脱硫工艺而言，Sx^2-是生成副产物的活性中间产物，因此，栲胶脱硫液在进入再生系统前，应使Sx^2-尽可能多地转化为S8结构。 展开更多

关键词 栲胶 脱硫 副产物 热力学 多硫离子

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高比能锂硫二次电池研究进展 认领 被引量：5

7

作者 索鎏敏 胡勇胜 +3 位作者 李泓 王兆翔 陈立泉 黄学杰 《科学通报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第31期3172-3188,共17页

锂硫二次电池作为一种高能量密度锂电池体系，近年来受到广泛关注．本文介绍了锂硫电池的工作原理和目前存在的问题，总结了锂硫电池碳硫复合正极材料、电解质体系等关键材料以及“多硫离子溶解”关键难题等方面的研究进展，特别是本研... 锂硫二次电池作为一种高能量密度锂电池体系，近年来受到广泛关注．本文介绍了锂硫电池的工作原理和目前存在的问题，总结了锂硫电池碳硫复合正极材料、电解质体系等关键材料以及“多硫离子溶解”关键难题等方面的研究进展，特别是本研究组最近提出了一种可以同时解决多硫离子溶解和稳定金属锂负极的高锂盐浓度“Solvent—in—Salt”（sIs）电解液体系；最后简要评述了目前各国锂硫电池研究现状并对锂硫电池未来进行了展望． 展开更多

关键词 锂硫电池 碳-硫复合正极 金属锂负极 电解质 多硫离子

多硫离子硫化技术及其应用 认领

8

作者 曾兴民 《黄金科学技术》 CSCD 2013年第5期157-161,共5页

针对低品位氧化金属矿和含氧盐金属矿浮选，提出了一种多硫离子硫化技术。研究表明：以S5^2-和S4^2-为主体的多硫离子硫化剂，在矿浆中对碱金属和碱土金属以外的其他主族金属和副族金属元素，具有比单硫离子更强的氧化和螯合力，进而形... 针对低品位氧化金属矿和含氧盐金属矿浮选，提出了一种多硫离子硫化技术。研究表明：以S5^2-和S4^2-为主体的多硫离子硫化剂，在矿浆中对碱金属和碱土金属以外的其他主族金属和副族金属元素，具有比单硫离子更强的氧化和螯合力，进而形成四元环和五元环的多硫离子配合物。这种多硫离子配合物，在酸性、中性或碱性矿浆环境下，紧密附着在目标矿石和矿物表面，形成具有较强疏水性的多硫离子硫化物膨化包层，为高效回收低品位氧化金属矿和含氧盐金属矿创造了必要条件。 展开更多

关键词 多硫离子 硫化物 膨化包层 硫化技术

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栲胶脱硫过程中单质硫生成机理 认领 被引量：4

9

作者 张卫帅 董跃 +3 位作者 凌开成 李逢玲 王顺华 牛艳霞 《洁净煤技术》 CAS 2011年第2期 60-63,共4页

采用循环伏安法研究了栲胶脱硫过程中HS-和V5＋之间的氧化还原反应。实验结果表明：在栲胶脱硫过程中,HS-和V5＋之间的反应有多硫离子Sx2-生成,多硫离子是反应过程中的活性中间产物,其进一步转化可生成单质硫S8。随着反应物V5＋浓度的增... 采用循环伏安法研究了栲胶脱硫过程中HS-和V5＋之间的氧化还原反应。实验结果表明：在栲胶脱硫过程中,HS-和V5＋之间的反应有多硫离子Sx2-生成,多硫离子是反应过程中的活性中间产物,其进一步转化可生成单质硫S8。随着反应物V5＋浓度的增加,单质硫的生成速率增加。最后,提出了一种硫氢根HS-和V5＋反应生成单质硫S8的自由基机理。 展开更多

关键词 栲胶脱硫 多硫离子 单质硫 自由基机理

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超高硫煤的二次离子质谱：多硫离子的发现及其意义 认领 被引量：8

10

作者 梁汉生 《科学通报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第24期2658-2661,共4页

采用高性能静态二次离子质谱研究了一种超高硫煤，结果观察到一类多硫离子（Ｓ１－１２），这些离子经过精确质量分析和同位素模式分析，它们均属于元素硫亦称单质硫分子的合理质谱碎片。由此认为在被分析的这种煤中，尤其在它的有机显... 采用高性能静态二次离子质谱研究了一种超高硫煤，结果观察到一类多硫离子（Ｓ１－１２），这些离子经过精确质量分析和同位素模式分析，它们均属于元素硫亦称单质硫分子的合理质谱碎片。由此认为在被分析的这种煤中，尤其在它的有机显微组分中，存在着天然元素硫形态。研究结果还表明，在煤有机相中的硫元素并不一定唯有与煤有机分子结构化合。因而，有必要引入新的专业术语“有机相硫”取代目前使用的“有机硫”，以期科学严谨。 展开更多

关键词 超高硫煤 多硫离子 二次离子质谱 硫 煤

DMF—DMSO混合溶剂中多硫离子化学平衡的研究 认领

11

作者 谢乃贤 黄义祥 《湖南大学学报：自然科学版》 EI CAS CSCD 1994年第2期 51-55,共5页

采用分光光度法研究在二甲基甲酰胺和二甲亚砚混合溶剂中的多硫离子平衡表明，无论在Ｚ＝２或８／３的溶液中，当表观浓度减小时，都有利于多硫离子的降解。并且溶液中多硫离子之间的化学平衡，都随混合溶剂的组成变化，也即和介电常数... 采用分光光度法研究在二甲基甲酰胺和二甲亚砚混合溶剂中的多硫离子平衡表明，无论在Ｚ＝２或８／３的溶液中，当表观浓度减小时，都有利于多硫离子的降解。并且溶液中多硫离子之间的化学平衡，都随混合溶剂的组成变化，也即和介电常数有关。低介电常数有利于低聚合度的多硫自由基离子Ｓ３ˉ的存在。 展开更多

关键词 多硫离子 化学平衡 混合溶剂

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多功能锂硫电池隔膜 认领 被引量：1

12

作者 杨凯 章胜男 +3 位作者 韩东梅 肖敏 王拴紧 孟跃中 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1942-1959,共18页

锂硫电池具有远超锂离子电池的高理论比容量(1675 mAh·g^-1),并且兼具硫资源丰富、生产成本低廉以及环境友好等优势。然而,多硫离子的穿梭效应造成金属锂负极钝化、引起电池容量和库仑效率下降、循环稳定性变差等严重问题,限制锂... 锂硫电池具有远超锂离子电池的高理论比容量(1675 mAh·g^-1),并且兼具硫资源丰富、生产成本低廉以及环境友好等优势。然而,多硫离子的穿梭效应造成金属锂负极钝化、引起电池容量和库仑效率下降、循环稳定性变差等严重问题,限制锂硫电池的实际应用。从正极和负极之间的隔膜层出发,引入多硫离子穿梭的阻挡层被认为是极为有效的研究策略。这些研究策略在缓解多硫离子穿梭、提高活性物质利用效率、延长循环寿命和循环稳定性方面具有显著效果。本文分类综述了近年来锂硫电池隔膜功能化的研究进展,并对未来隔膜功能化的研究趋势进行了预测。 展开更多

关键词 锂硫电池 多功能隔膜 多硫离子穿梭 多硫离子阻挡层

锂硫电池中碳酸乙烯酯与硫簇反应拉曼光谱的理论研究 认领

13

作者 潘文博 李明雪 +2 位作者 苏亚琼 吴德印 田中群 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1771-1778,共8页

通过密度泛函理论（DFT）计算了锂硫电池中多硫阴离子（S2-n）和碳酸乙烯酯（EC）的2种反应机理,并对其反应物和主要产物的拉曼光谱进行了理论分析.计算结果表明,2种反应路径中,S2-n进攻EC分子烷基碳所需活化能和Gibbs自由能均较低.多... 通过密度泛函理论（DFT）计算了锂硫电池中多硫阴离子（S2-n）和碳酸乙烯酯（EC）的2种反应机理,并对其反应物和主要产物的拉曼光谱进行了理论分析.计算结果表明,2种反应路径中,S2-n进攻EC分子烷基碳所需活化能和Gibbs自由能均较低.多硫基团有很强的拉曼特征谱峰,与EC分子相关的部分拉曼谱亦发生显著变化.锂离子的存在影响反应产物的结构和拉曼光谱.密度泛函理论计算提供了锂硫电池中锂、多硫阴离子和电解液反应前后的结构变化和反应信息. 展开更多

关键词 锂硫电池 密度泛函理论 拉曼光谱 碳酸乙烯酯 多硫阴离子

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多硫化物浸金溶液中总多硫根离子浓度的测定 认领 被引量：3

14

作者 李洪枚 兰新哲 《黄金》 CAS 北大核心 1998年第9期 51-53,共3页

多硫化物溶液是一种非氰化浸金体系，其中的有效成分是多硫根离子。结合实际需要，提出了测定总多硫根离子浓度的方法，即ＥＤＴＡ容量法。该方法简单易行、操作方便、测定结果重复性好。

关键词 多硫化物 多硫根离子 浸金 浓度

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磺内酯电解液添加剂对锂硫电池性能的影响 认领

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作者 秦虎 袁杰 +1 位作者 甘朝伦 吴钦 《当代化工研究》 2020年第20期38-40,共3页

锂硫电池是一种具有高比能量密度的二次电池,但是由于硫电极在充放电过程中中间产物的溶解和扩散以及金属锂负极粉化等问题阻碍了其商业化进程。基于此,本文研究了两种磺内酯化合物作为锂硫电池电解液的添加剂对电池电化学性能的影响,... 锂硫电池是一种具有高比能量密度的二次电池,但是由于硫电极在充放电过程中中间产物的溶解和扩散以及金属锂负极粉化等问题阻碍了其商业化进程。基于此,本文研究了两种磺内酯化合物作为锂硫电池电解液的添加剂对电池电化学性能的影响,研究结果表明:PS作为添加剂能够抑制多硫根阴离子在电解液中的溶解和扩散,但是降低了电极的容量;而PES作为添加剂,能够提升锂硫电池比容量,同时对金属锂负极具有明显的保护效应。 展开更多

关键词 电解液添加剂 多硫根阴离子 锂硫电池 磺内酯 金属锂负极保护

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