锂硫电池是锂离子电池的有前途的替代品

从理论上讲,与锂离子电池相比,锂硫电池(lbs)具有更大的电荷密度。此外,它们更经济,因为丰富的硫磺和负担得起的价格。

科学家们能够观察到一种电解质材料是如何减少多硫化物化合物(显示为黄色和蓝色链)的流动的,后者会损害电池的性能。图片来源:维基百科/知识共享。

综上所述,这两个因素表明lbs可能是锂离子电池的潜在替代品。但在现实中,有两个主要问题阻碍了低能源效率和低使用寿命。

发表在先进的能源材料欧洲杯足球竞彩,来自的科学家美国能源部的氩气国家实验室(DOE),与韩国国家研究基金会合作,已经回顾硫宿主材料的潜力如何画朝它带电粒子,或极性,传输电流,和它的能力或导电性,可以帮助克服这些问题,导致更大的长寿命lsb的可行性。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台

lbs较低的使用寿命可归因于一种称为“聚硫穿梭”的工艺。

班车负责从电池的阴极浸出材料这种材料的去除会降解阴极,导致电池寿命的缩短

Khalil Amine,高级资料集团负责欧洲杯足球竞彩人和尊敬的研究员,阿隆纳国家实验室

当硫和锂相互反应时,在此过程中形成的多硫化物中间体趋向于从阴极溶解。

在LSB的情况下,通过多硫化物梭,消除来自阴极的硫材料具有极强挑战,并且硫本身非常绝缘,使其相当较少的导电性。

这是解散和缺乏导电性的综合问题,对长寿LSB的发展带来了重大障碍

贵良徐,助理化学家,阿贡国家实验室

前面的领域的研究表明,在阴极结构中加入碳可以有助于克服导电性问题。然而,仍然可以通过争论来显着提高LSBS定影导电性或阴极极性的性能。

胺和他的同事们努力创造两个不同的阴极结构来处理这个问题。在一个阴极中,使用极性但非导电的介孔二氧化硅,而在另一个中,使用导电但非极孔碳碳。

这两个阴极被设计成完全相同的另一个,除了使用二氧化硅或碳这样,我们可以确定更偏极的阴极或更具导电的阴极是否改善了电池的寿命

Khalil Amine,高级资料集团负责欧洲杯足球竞彩人和尊敬的研究员,阿隆纳国家实验室

研究人员使用电化学和物理探针来验证其工作的结果指出,极性,非导电阴极良好。

我们发现,在不同的循环速率和载荷下,即使在高电流密度下,也是极性的二氧化硅基阴极表现出比非极性碳基阴极更大的性能,”徐说。

胺进一步指出:“多硫化物和二氧化硅之间的相互作用更强地固定这些中间体从而减少了多硫化物穿梭的冲击,延长了电池的使用寿命。”我们的工作表明,增强lbs长期稳定性的关键是增强极性和增强与阴极多硫化物的相互作用。如果你能稳定硫,你就能稳定电池.”

使用创新的阴极结构,胺和他的同事表明了LSB的实用强度,并证明了它们可以作为锂离子电池的可行性和低成本的替代品。

这项研究得到了美国能源部能效和可再生能源办公室、汽车技术办公室(VTO)电池材料研究(BMR)项目的资助;欧洲杯足球竞彩以及韩国国家研究财团(NRF)。

期刊参考文献

李,B.-J.(2020)长寿命锂硫电池主体材料导电性和极性的作用。欧洲杯足球竞彩先进的能源材料欧洲杯足球竞彩doi.org/10.1002/aenm.201903934

来源:https://www.anl.gov/

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