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美国开发新的化学技术 制造出更好的锂硫电池

TIME : 2020-06-24

导读:美国科学家已经开发出一种新的锂硫电池阴极化学物质,他们说这有望克服由于硫的低电导率和与锂发生反应的趋势而引起的性能问题。


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由美国马里兰大学领导的科学家们设计了一种新型锂硫电池阴极,他们说这将把这一有前景的电池技术提升到更高的性能水平。


为了克服当今储能锂电池技术的局限性,开发依靠更廉价、更丰富的材料的能源储能解决方案,锂硫电池是科学家们所寻求的许多途径之一。但当用作阴极材料时,硫在经过少量循环后往往会迅速失去性能,并在电解液中溶解为硫化物。


马里兰的科学家们发现了一种提高硫阴极能源性能和稳定性的方法,即使用各种形式的碳来防止硫与电解质中的化学物质结合。


该研究的主要作者超罗(Chao Luo)解释说:“我们利用硫与氧/碳之间的化学键来稳定硫。这包括高温处理,以蒸发'原始'硫并在真空玻璃管中碳化富氧有机化合物,以形成致密的氧稳定的硫/碳复合物,并具有高硫含量。”


通过多种显微镜技术,本小组可以确定60%的硫含量均匀分布在阴极上,碳起到了防止多硫化物形成的作用。在活化循环中固态电解质间相的形成将硫完全密封在碳基体中,在低电解液条件下提供了优越的电化学性能。


在发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中描述了该小组的工作成果:一种用于贫电解质锂硫电池的化学稳定硫阴极。


早在2020年,澳大利亚莫纳什大学的科学家们就采用了类似的方法来研发他们所谓的“世界上最高效的锂硫电池”,并为其研发的制造工艺申请了专利。


澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的研究人员已经开发出一种硫锂电池,他们说,这种电池的性能可能是目前产品的四倍以上。


据微锂电小组分析,由马里兰大学领导的小组对此有信心其阴极化学方法将导致锂硫电池具有高能量性能和长循环寿命,并且其工作将为科学家研究与硫材料化学键合开辟新途径作为未来创新的途径。

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