2018年10月17日
英国太阳能飞机设置一个非官方的飞行耐力纪录2008年7月通过持续留在飞行超过三天。
锂硫电池成为一个辅助飞行的重大技术进步,推动飞机在一夜之间由领先的电池效率无与伦比的一天。
十年后,世界仍在等待“Li-S”的商业进入电池。
科学家最近的一项突破德雷塞尔大学刚刚消灭了一个重要障碍,阻碍他们的生存能力。
锂硫电池可能是未来的能源存储设备,如果他们能通过一种化学现象,降低了他们的耐力。德雷克塞尔研究人员报道的方法做出硫阴极保护电池的特殊性能。
科技公司一段时间就知道他们的产品的进步,无论是手机、笔记本电脑、电动汽车,依靠电池的持续改进。
技术只是“移动”只要电池持续时间,和锂离子电池——据说是市场上最好的,是完美的达到其极限。
与电池性能接近高原,公司正试图挤出每一伏,和从存储设备通过减少的一些内部组件的大小不增加能量储存。
这些结构性变化的一些灾难性的副作用是危机和故障发生在许多2016年三星平板电脑。
科学家和技术部门正在探索Li-S最终取代锂离子电池,因为这个新化学理论上允许更多的能量被储存到一个电池——一个衡量被称为“能量密度”的电池的研究和开发。
这个增强的能力,在锂离子电池的5 - 10倍,相当于一个扩展运行时对电池充电。
问题是,Li-S电池没能维持他们的最初几个充电后优秀的能力。
原来,硫磺,这是更好的能量密度的主要因素,迁移距离电极中间产品的形式称为多硫化合物,导致损失的主要成分和性能消失在充电。
多年来研究人员一直致力于稳定身体反应Li-S电池内含有这些多硫化合物,但大多数尝试导致其他并发症,如添加重量或昂贵的材料电池或添加一些复杂的处理步骤。欧洲杯足球竞彩
但一个新方法,宣传德雷克塞尔大学的科学家最近一期工程的美国化学学会的《应用材料和界面,显示它可以保持多硫化合物,保持电池的非凡的耐力,同时降低整体重量和花费的时间。欧洲杯足球竞彩
我们创造了独立多孔一氧化钛纳米纤维毡作为阴极材料在锂硫电池。
这是一个重大进展,因为我们已经发现,钛monoxide-sulfur阴极高导电和能够绑定多硫化合物通过强大的化学相互作用,这意味着它可以增强电池的比容量,同时保留其令人印象深刻的表现通过数以百计的周期。
我们也可以证明绑定和电流收集器的完全消除阴极一侧,占30 - 50电极重量的百分比——和我们的方法只需要几秒钟来创建硫阴极,当当前标准就将近半天。”
Vibha卡尔拉,首席研究员
他们的研究结果表明,纳米纤维垫,在微观层面上看起来像一个鸟巢,是一个特殊的平台为硫阴极吸引和捕获时形成的聚硫电池使用。
持有多硫化合物在阴极结构防止“穿梭”,performance-draining现象,当他们溶于电解质溶液,将阴极与阳极电池。
这种阴极设计不仅可以使Li-S电池保护了它的能量密度,而且实现它而不需要额外的材料,增加重量和生产成本,根据卡尔拉。欧洲杯足球竞彩
实现这双重目标,团队已经仔细研究了聚硫的反应机制和形成更好的理解如何一个电极基质材料可以帮助保护他们。
这项研究显示,拥有一个强大的路易斯酸碱相互作用中的一氧化钛和硫磺阴极阻止多硫化合物进入电解液,这是电池的性能下降的主要原因。
阿尔温德•辛格(manmohan Singh)合著者
这意味着他们的阴极设计可以帮助Li-S电池维持其能量密度,实现不使用更多的材料,增加重量和生产成本,根据卡尔拉。欧洲杯足球竞彩
卡尔拉电极与纳米纤维的早期研究显示,它们提供了一系列优于现有的电池组件。
他们有一个更大的表面积比现有的电极,这意味着他们可以处理扩张在充电,可以增加电池的存储容量。
填满一个电解质凝胶,他们可以把易燃的组件从设备最小化容易泄漏、火灾、爆炸。
他们生产通过电纺的过程,看起来很像棉花糖,这意味着他们有一个优势的典型状电极需要绝缘的使用和性能削弱“粘合剂”的化学物质的生产。
连同其工作创造binder-free,独立式的阴极平台优化电池的性能,卡尔拉的实验室放在一起快速硫沉积方法仅仅需要五秒硫进入衬底。
融化过程硫纳米纤维垫在加压,140°C的环境——删除需要较长时间的处理,使用危险化学品的混合,而精炼阴极的能力,经过长时间的使用。
Zephyr-6创纪录的飞行后2008年,许多公司已经在投资Li-S电池的发展预期增加了各种各样的电动汽车,使移动设备费用之间的持续时间更长,甚至帮助电网房子太阳能和风能资源。
卡尔拉这个电池技术目前的工作提供了一个路径移动过去的几个障碍,减速的进展。
团队将追求发展Li-S阴极的目标进一步提高循环寿命,减少多硫化合物的形成,降低成本。