鋰硫電池取得新突破！新型海綿解決致命缺陷，能承受數(shù)百次循環(huán)充放2021-08-14 08:06
近日，日本科學(xué)家集成了一種新型海綿材料，使鋰硫電池原型能夠安全地承受數(shù)百次循環(huán)充放電。
作為最有潛力之一的后鋰離子電池儲能體系，鋰硫電池因其優(yōu)越的能量密度得到了廣泛的研究和關(guān)注。與鋰離子電池相比，鋰硫電池更輕，而且單位重量能提供高達(dá)5倍的能量，特別適合用于電動汽車。但鋰硫電池固有的不穩(wěn)定性是限制其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵障礙。
在制造鋰硫電池的過程中，鋰總是與硫發(fā)生反應(yīng)，并指出最初這種組合會產(chǎn)生多硫化鋰，它很容易溶解為多硫化物并對電池性能產(chǎn)生負(fù)面影響。為了改善電池，多硫化鋰需要盡快轉(zhuǎn)化為硫化鋰或過硫化鋰。
日本沖繩科技大學(xué)研究生院的科學(xué)家們聲稱，他們通過使用兩種新材料——二氧化鈦和氮化鈦克服了這個問題。
在新的電池配置中，使用二氧化鈦是為了吸收多余的多硫化物，而氮化鈦則加速了吸收過程。科學(xué)家們用碳納米管創(chuàng)造了一個納米級多孔海綿，并在其表面涂抹10納米的氮化鈦和5納米的二氧化鈦，開發(fā)出了性能最佳的電池。
日本科學(xué)家表示：“相應(yīng)的鋰硫電池顯示出更強(qiáng)的電化學(xué)性能，在2℃下循環(huán)500次后容量保持率達(dá)到85％。”與不使用混合海綿材料的電池相比，該電池表現(xiàn)出了更好的性能，充電時間更短，充電間隔時間更長，這得益于其高比容量，更重要的是，整體壽命也更長了。
作為最有潛力之一的后鋰離子電池儲能體系，鋰硫電池因其優(yōu)越的能量密度得到了廣泛的研究和關(guān)注。與鋰離子電池相比，鋰硫電池更輕，而且單位重量能提供高達(dá)5倍的能量，特別適合用于電動汽車。但鋰硫電池固有的不穩(wěn)定性是限制其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵障礙。
在制造鋰硫電池的過程中，鋰總是與硫發(fā)生反應(yīng)，并指出最初這種組合會產(chǎn)生多硫化鋰，它很容易溶解為多硫化物并對電池性能產(chǎn)生負(fù)面影響。為了改善電池，多硫化鋰需要盡快轉(zhuǎn)化為硫化鋰或過硫化鋰。
日本沖繩科技大學(xué)研究生院的科學(xué)家們聲稱，他們通過使用兩種新材料——二氧化鈦和氮化鈦克服了這個問題。
在新的電池配置中，使用二氧化鈦是為了吸收多余的多硫化物，而氮化鈦則加速了吸收過程。科學(xué)家們用碳納米管創(chuàng)造了一個納米級多孔海綿，并在其表面涂抹10納米的氮化鈦和5納米的二氧化鈦，開發(fā)出了性能最佳的電池。
日本科學(xué)家表示：“相應(yīng)的鋰硫電池顯示出更強(qiáng)的電化學(xué)性能，在2℃下循環(huán)500次后容量保持率達(dá)到85％。”與不使用混合海綿材料的電池相比，該電池表現(xiàn)出了更好的性能，充電時間更短，充電間隔時間更長，這得益于其高比容量，更重要的是，整體壽命也更長了。
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