引入商业稳定锂硫电池

AZoM Vibha博士说卡尔拉,乔治·b·弗朗西斯椅子教授和博士项目的主任德雷克塞尔大学化学和生物工程系,对她的研究突破了锂硫电池的使用。

请,你能介绍你自己、你的背景和你开始研究电池技术如何?

我是乔治·b·弗朗西斯椅子教授和博士项目的主任德雷克塞尔大学化学和生物工程系。我的康奈尔大学博士专注于研究和开发新型纳米材料和控制他们的多尺度结构(从宏观尺度的纳米级)。欧洲杯足球竞彩

左右的时候我开始德雷克塞尔教授,电动汽车开始启动的标志,这是一个激动人心的时刻开始摆脱化石燃料。然而,锂离子电池,它在市场上是最好的,达到了理论极限容量和能量储存/重量,因此电动汽车的电池非常重,大型和昂贵的。

所以,我们发现需要新一代的电池技术和独特新颖的多尺度材料方面的专业知识,我们觉得我们可以在储能领域产生影响,这领域的下一代电池开始我们的行程。欧洲杯足球竞彩

更加关注了对电动汽车的使用,研究注意力已经转向硫电池。这是为什么呢?

锂离子电池商业化30年前,发生了大量的开发在工业和学术界。到目前为止,他们已经达到了理论限制对特定的能量储存。此外,他们将昂贵的重金属如有限公司镍、锰。

Li-S电池表现出5倍高理论能量密度和降低电池重量和成本有巨大的潜力。硫是地球上充足的石油工业的副产品,因此非常便宜和环保(重金属相比锂离子电池)。硫也可以潜在的结合更便宜的阳极如硅、钠,从而消除对锂的需求。

直到现在,商业硫电池操作之间的不良反应是有限的碳酸盐和多硫化合物,和包含挥发性酯电解质来缓解。你是怎么的方法解决这个问题吗?

当我们开始这项工作时,我们最初的目标是开发出硫沉积技术物理限制硫碳纳米孔内防止硫碳酸酯溶剂之间的直接接触和中间产品(聚硫),因此减轻electrolyte-sulfur不良反应。

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我们的流程不太成功的最初的硫磺,但在这个过程中,我们开发了这种罕见形式的硫,这改变了氧化还原机制,它消除了中间聚硫化物的形成。这意味着电池不仅在碳酸盐岩电解质,也为成千上万的周期运行稳定

什么是消除醚电解质对电池性能的影响?

醚电解质与组件易燃液体沸点低至40 - 50摄氏度,所以他们不能用于实际的电池。

碳酸盐电解质,另一方面,沸点高于200摄氏度和使用商业锂离子电池行业在过去的三十年。此外,在过去的30年里,无数的发展已经对碳酸盐电解质及其添加剂等一系列功能的阻燃性,形成SEI李稳定等都可以利用在Li-S电池如果使用碳酸电解质。

可以carbonate-based Li-S电池比锂离子电池在现实世界范围内吗?

如上所述,Li-S电池有一个非常高的理论极限相比,锂电池材料。欧洲杯足球竞彩与适当的开发在阴极、阳极和电解质,Li-S电池可以提供更高的实际能量密度。

在你的实验,你生产单斜相硫。这是什么和为什么它是重要的?

硫在室温下存在的年代₈斜方晶系的晶体结构,它就像一个直角棱镜。单斜硫是另一个水晶系统已知的不稳定低于95摄氏度。它也像一个直角棱镜但平行四边形基地。我们有稳定的γ相在单斜晶系。这意味着什么技术是它改变了氧化还原机制,它可以防止carbonate-sulfur不良反应,使一个carbonate-electrolyte-based Li-S电池运行成千上万的周期。

你相信我们总有一天能够完全远离使用锂电池?

锂是最轻的金属,可以存储每个重量大部分能量,因此对电池。然而,鉴于锂储备有限和价格上涨和需求,我们需要选择在中间的将来(如果不是在不久的将来),因此重要的是投资于广泛研究替代金属技术在工业和学术界都从现在开始。

接下来的步骤是什么?你会继续研究电池技术?

是的,我们有几个正在进行的项目硫阴极,阳极锂稳定性,以及电解液添加剂。此外,我们工作替代金属技术,如Na-S和Na-ion电池。

关于博士Vibha卡尔拉

Vibha博士卡尔拉是乔治·b·弗朗西斯的椅子教授和博士项目的主任在化学和生物工程系。此外,她作为副主编的化学工程科学欧洲杯线上买球自2013年以来日报》。卡尔拉收到了她的废话从印度理工学院(IIT),德里,印度2004年和2009年从康奈尔大学博士学位,在化学工程。加入德雷塞尔在2010年秋天之前,卡尔拉在电子封装在英特尔公司研究部门。她的研究小组将材料组装&描述基本的电化学行为的研究,原位光谱电化学法和设备装配和测试开发下一代电池和超级电容器。她发表了近60同行评议的期刊文章,有10 /储能领域的颁发专利。欧洲杯猜球平台