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新材料可以彻底改变可充电电池

图片信用:新的非洲/ shutterstock.com

新的研究表明,解决妨碍锂 - 硫可充电电池的问题的解决方案,并防止它们更换常规锂离子对应物。

自1973年4月以来,移动技术已经走了很长的路法,当时摩托罗拉工程师马丁库珀站在曼哈顿的街角,带有9英寸长的塑料块,并制作了世界上第一个手机电话。

我们逐步放弃铜线和依赖可充电电池的依赖已经在锁定步骤中发展出来。

个人电子设备,便携式设备和移动技术中的巨大繁荣确保了电子行业的可充电电池大量使用和相当大的人口。由于这些设备变得更加复杂,因此其力量需求变得更加重要。

推进可充电电池的潜力对科学家和工程师来说都是非常感兴趣的。侧重于找到更有效的基于锂离子电池的替代品,这是在20世纪70年代首次开发的更有效的替代电池,而是在以下十年内商业化。

一种可能的候选者是锂 - 硫电池(LSB),其由硫的阴极和锂阳极浸没在液体电解质中组成。

英国公司oxis能量是许多人认为锂 - 硫磺电池将引发可充电电池市场的革命。Oxis的经济高效的锂阳极,硫阴极,保护电解质和隔膜是轻质的,具有天然的无毒。

但是,LSB并非没有他们的问题。

Daegu Gyeongbuk科学与技术研究院的一支研究人员,由Jong-Sung Yu教授,提出了一种消除欧洲杯线上买球这些问题的新技术,并使LSB电池在未来的便携式设备中更加可行的选择。

该团队的研究发表在期刊上先进的能源材料。欧洲杯足球竞彩

锂离子电池的优缺点

锂 - 硫电池(LSB)的主要优点是它们是令人难以置信的低成本来生产。这是因为硫是常见且易于来源的。LSB还具有更高的能量密度,目前的估计表明,最好的LSB提供每重量的能量,这是目前锂离子电池的两倍。

LSB的主要问题之一是,在电池的放电循环期间,在阴极处形成可溶性锂多硫化物(嘴唇)。从这里,它们将它们扩散到电解质分离器中并向阳极行进。这使得阳极严重溶解,损坏电池的容量和寿命。

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由于硫是非导电的,必须将多孔导电材料添加到LSB中以容纳在阴极处的硫和捕集嘴。这可以防止它们劣化阳极。研究人员以前尝试过碳制成的结构以解决这个问题。然而,虽然这些基于碳的主体结构是导电的,但在捕获嘴唇时,它们会失败。

虽然LSB持有很多承诺,但需要进一步开发他们以取代其锂离子对应物。Daegu Gyeongbuk科技学院希望创建一个可以解决欧洲杯线上买球嘴唇问题的系统。

解决溶解

Jong-Sunng Yu的团队提出了一种新的宿主结构血小板订购的中孔二氧化硅(POMS),其最初似乎是替代上述碳结构的奇数选择,因为硅子是非导电。尽管如此,Silicas - 低成本的金属氧化物 - 是极性的,并且已经证明了吸引和捕获其他极性分子如嘴唇的能力。

该团队表明将导电碳基剂引入POMS导致溶解到电解质中的固体硫。随着它的扩散,它朝向导电碳元件绘制,限制了嘴唇的产生。尽管二氧化硅的非极性性质,但硫仍然在电化学反应中起作用。虽然发生这种情况,唇缘被阴极捕获并防止溶解阳极。

比较该系统对类似多孔碳宿主结构的性能,该团队发现,虽然虽然更常规的碳设置具有初始高容量,但由于嘴唇与碳结构弱相互作用,这迅速掉落。然而,它们的POMS布置通过连续充电/再充电循环保持更多的硫。

在测试期间,科学家发现LSB显示最多2000个连续周期的稳定性。这项研究中最令人惊讶的结果之一是,LSB内的主机结构实际上并不是毕竟必须如此导电。

在这项工作之前,研究人员将非导电二氧化硅被灭绝为高效的硫磺宿主,并且很少有望占据碳替代品的组合物。

净结果是对未来LSB开发的主机材料选择范围的扩展。oxis能量等公司可能会特别注意这一发展,这意味着锂离子可充电电池的日子可以编号。

参考和进一步阅读

李。BJ,康。李。HY等人。(2020)重新探究导电性和主体材料对长寿命锂硫电池的影响。欧洲杯足球竞彩先进的能源材料。欧洲杯足球竞彩可用于:https://doi.org/10.1002/AENM.20190393

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罗伯特·莱

写道

罗伯特·莱

罗伯特是一个带有茎BSC的自由职业者科学记者欧洲杯线上买球。他专门从事物理,空间,天文学,天文人物,量子物理和SCICOMM。Robert是一名ABSW成员,AWCSJ 2019和IOP研究员。

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    lea,robert。2020。新材料可以彻底改变可充电电池。Azom,于2021年7月202日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=19355。

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