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新式阴极制备法让储能超10倍的锂硫电池替代锂离子电池

发布日期:2019-11-11 作者:责任编辑NO。邓安翔0215

科学家研制新式阴极制备法 让储能超10倍的锂硫电池代替锂离子电池来历:盖世轿车作者:余秋云栏目:科技新闻

据外媒报导,新加坡科技研讨局(A*STAR)纳米生物实验室(NBL)的科学家研制出一种新颖的办法来制备下一代锂硫电池阴极,并且该办法简化了锂硫电池阴极耗时且杂乱的出产的悉数进程。该研讨标明锂硫电池商业化有了期望,并且处理了行业界的一个应战,即需求一种有用办法以大规模出产可以提高电池功能的资料。

虽然人们普遍认为锂离子电池是一种先进的技能,可以轻松又有效地为现代通讯设备供给动力,可是因为其内涵电化学特点不稳定,存在存储容量有限以及安全性缺乏等缺陷。不过,NBL研讨团队研制了一种新式简化技能,可以从廉价的商用资猜中研制出锂硫电池阴极,然后改变现状。在理论上,硫的能量密度高、成本低且储量丰厚,有助于锂硫电池体系得到遍及,然后代替锂离子电池。

理论上说,锂硫电池可存储比锂离子电池多10倍的能量,可是目前为止,此种电池无法重复充放电。NBL研制的锂硫电池阴极却显现了杰出的比容量,高达1220 mAh/g,意味着每1g的阴极资料就可存储1220 mAh的电荷。比较之下,典型锂离子电池阴极的比容量为140 mAh/g。此外,NBL的锂硫电池阴极在200次以上的充电循环后,仍坚持很高的容量,功能的丢失降至最小。能到达此种功能的关键在于NBL采用了共同的阴极制备两步法。

研讨人员在增加硫之前,先构建了碳支架,得到一种3D互联多孔纳米资料。与传统制备阴极的办法不同,该办法可以在电池充电时,避免碳支架崩塌。在电池充放电初期,传统法制备的阴极碳支架会崩塌,然后导致整个电池结构的改变。终究,传统阴极的密度变得更高、表面积更小、孔隙也更小,然后导致电池的功能低于NBL的电池。事实上, NBL阴极的比容量比传统法制备而成的硫阴极高出48%,容量消褪率降低了26%。假如该阴极中增加了更多的硫,NBL阴极的有用表面积容量高达4 mAh / 平方厘米。

NBL的研讨人员不仅在规划和优化阴极,还在使用纳米资料工艺对阳极、电池隔阂和电解质进行规划和优化。研讨人员的方针是研制出一套完好的锂硫电池体系,与传统锂离子电池比较,该体系将具有更强的储能才能,并且比现有的电池寿数更长,可以给电子设备、电动轿车和电网储能等带来很大的好处。(文中图片均来自新加坡科技研讨局)

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