鋰硒電池及碳/硒電極：機遇與挑戰

李 靜， 張 辰， 陶 瑩， 凌國維， 楊全紅

(1.天津大學 化工學院，天津300072；2.天津大學 海洋科學與技術學院，天津300072)

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鋰硒電池及碳/硒電極：機遇與挑戰

李 靜1， 張 辰1， 陶 瑩1， 凌國維2， 楊全紅1

(1.天津大學 化工學院，天津300072；2.天津大學 海洋科學與技術學院，天津300072)

硒是硫的同族元素，具有較高的電導率、與硫相當的體積比容量，是一種新型鋰離子電池正極材料。然而鋰硒電池在充放電過程中存在的穿梭效應較大地影響了鋰硒電池的電化學性能。目前已有一些關于抑制鋰硒電池穿梭效應、提升鋰硒電池電化學性能的研究。本文綜述了鋰硒電池的研究現狀，著重介紹了硒碳復合電極的進展，論述了其主要優勢及存在的問題，并展望了石墨烯在鋰硒電池中的應用，最后對提升鋰硒電池電化學性能的關鍵因素進行了分析。

鋰硒電池； 炭材料； 石墨烯； 限域作用

1 前言

近年來，隨著通訊技術、高端電子移動設備、電動汽車和空間技術的迅速發展，人們對移動電源的依賴愈發迫切，因此也對可充電電源的性能提出了更高的要求。傳統的鋰離子電池存在著容量低、安全性差等不足，發展高容量、低成本和環境友好的新型鋰離子電池體系具有非常重要的意義。由于具有較高的理論能量密度(2 600 Wh·kg-1)，鋰硫電池受到了廣泛關注，被認為是極具應用前景的下一代鋰電池。然而，作為正極材料的硫導電性差，放電中間產物存在嚴重的穿梭效應，同時還具有與其他電極材料同樣的相轉變體積變化等問題，使得電池活性物質利用率低，循環壽命和倍率特性都受到了嚴重制約。……