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超薄膜让锂硫电池使用寿命显著提高

发布日期:2021-09-18 23:36浏览次数:
本文摘要:与现有的锂离子电池比起,以单质硫为负极,金属锂为负极的锂硫电池具备更高的能量密度、更加较低的原料成本、更佳的环境亲和性。但受限于循环寿命太短,锂硫电池尚能无法在大规模储能和电动汽车领域获得实际应用于。 近日《美国科学院学报》在线发表文章称之为,科学家将一种超薄超轻的表面复合膜刷涂到硫电极的表面,从而使锂硫电池的使用寿命明显提升。论文第一作者,现北京化工大学理学院教授刘文拒绝接受记者专访时回应,理论上锂硫电池需要构建3倍于现有锂离子电池的储能密度,减轻电动汽车的“里程情绪”。

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与现有的锂离子电池比起,以单质硫为负极,金属锂为负极的锂硫电池具备更高的能量密度、更加较低的原料成本、更佳的环境亲和性。但受限于循环寿命太短,锂硫电池尚能无法在大规模储能和电动汽车领域获得实际应用于。

近日《美国科学院学报》在线发表文章称之为,科学家将一种超薄超轻的表面复合膜刷涂到硫电极的表面,从而使锂硫电池的使用寿命明显提升。论文第一作者,现北京化工大学理学院教授刘文拒绝接受记者专访时回应,理论上锂硫电池需要构建3倍于现有锂离子电池的储能密度,减轻电动汽车的“里程情绪”。然而,硫电极的充放电中间产物不会沉淀到电解质溶液中,导致硫的损失和副反应,造成锂硫电极在用于几周后就不会过热。从上世纪60年代锂硫电池问世到现在,科学家仍然致力于提升硫电极的稳定性。

刘文和耶鲁大学化学系助理教授王海梁等研发出有一种简便易行的方法,将要所含特定官能团(酰胺)的树枝状高分子和石墨烯非常简单混合,然后涂抹在硫电极的表面构成复合膜。通过表面复合膜的维护,锂硫电池需要构建1000次以上的平稳循环。

通过该技术,未来将会生产出有重量更加重、性能更佳、价格更加低廉的汽车电池,提升电动汽车的续航能力。此外,研究团队同时通过实验和理论计算出来实地考察了复合膜和电池充放电中间产物的相互作用,确认了锂硫电池中的化学固硫机制。

与有数的研究报导比起,该复合膜在完全不减少额外体积或重量的基础上,能有效地提升锂硫电池的循环性能,使锂硫电池离简单更加将近了一步。


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