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发表时间:2020-6-20 12:09

美国大学打造人工碲层覆盖金属锂 让锂硫电池使用寿命延长4倍[分享]



computer2014 发表在 科学探索 华声论坛 http://bbs.voc.com.cn/forum-148-1.html


锂硫电池被誉为下一代电池技术,有望让手机、电动汽车等产品的续航时间更长,而且与目前的锂离子电池相比,可以更加环保的方式,可持续性生产此类电池。不过,此类电池的使用寿命比锂离子电池短,会随着时间推移而退化。
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据外媒报道,德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的一组研究人员找到了一种方法,可以让锂硫电池中最具挑战性的部分之一稳定下来,加速锂硫电池技术的商业化。研究人员的研究结果表明,在电池内部原位,打造一种人工碲层,覆盖在金属锂上,可以让电池的使用寿命延长4倍。
锂是一种反应性元素,会分解其周围的其他元素。锂硫电池的每一次充放电循环都会在锂金属阳极(电池负极)上形成针状的苔藓类沉积物,引起一种会导致电池整体退化的反应。

  该沉积物会分解来回运输锂离子的电解质,可能会困住一些锂,让电极无法提供足够的能量,以让电池能够长时间使用。此外,此种反应还会导致电池短路,并可能会引发火灾。

  在锂电极上形成的人工碲层可以保护电解质不被降解,并减少了在充电过程中形成的、困住锂的苔藓结构。
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研究人员表示,此种方法还可应用于其他锂基电池和钠基电池,而且已经为该项技术申请了临时专利。此外,利用简单的原位工艺就可形成该稳定层,无需进行昂贵或复杂的预处理或采用锂金属阳极涂层工艺。

  解决锂硫电池的不稳定性是延长其使用寿命,让其得到更广泛应用的关键。研究人员表示,现在,锂硫电池最适合用于需要轻型电池的设备,一次充电就可运行很长时间,无需多次充电周期,如无人机。此外,此类电池也有潜力在延长电动汽车续航里程、增加可再生能源采用率方面发挥重要作用。

  与现在的锂离子电池相比,锂硫电池正负电极的充电容量高9倍,意味着充一次电可以使用更长的时间。硫是石油和天然气工业的副产品,储量丰富,因而此种电池的生产成本也很低廉。此外,与锂离子电池中的金属氧化物材料相比,硫也更加环保。

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