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锂硫电池新突破!新型海绵解决致命缺陷

TIME : 2021-08-18

导读:近日,日本科学家集成了一种新型海绵材料,使锂硫电池原型能够安全地承受数百次循环充放电。


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作为最有潜力之一的后锂离子电池储能体系,锂硫电池因其优越的能量密度得到了广泛的研究和关注。与储能锂电池相比,锂硫电池更轻,而且单位重量能提供高达5倍的能量,特别适合用于电动汽车。但锂硫电池固有的不稳定性是限制其广泛应用的关键障碍。


在制造锂硫电池的过程中,锂总是与硫发生反应,并指出最初这种组合会产生多硫化锂,它很容易溶解为多硫化物并对电池性能产生负面影响。为了改善电池,多硫化锂需要尽快转化为硫化锂或过硫化锂。


日本冲绳科技大学研究生院的科学家们声称,他们通过使用两种新材料——二氧化钛和氮化钛克服了这个问题。


在新的电池配置中,使用二氧化钛是为了吸收多余的多硫化物,而氮化钛则加速了吸收过程。科学家们用碳纳米管创造了一个纳米级多孔海绵,并在其表面涂抹10纳米的氮化钛和5纳米的二氧化钛,开发出了性能最佳的电池。


日本科学家表示:“相应的锂硫电池显示出更强的电化学性能,在2℃下循环500次后容量保持率达到85%。”与不使用混合海绵材料的电池相比,该电池表现出了更好的性能,充电时间更短,充电间隔时间更长,这得益于其高比容量,更重要的是,整体寿命也更长了。

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