咨詢(xún)熱線:021-80392549

廉價(jià)高功率的鋰硫電池問(wèn)世

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-20     來(lái)源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):121
核心提示:

一種工業(yè)廢品、一點(diǎn)塑料,再加上不太高的溫度,或許就是引爆下一個(gè)電池革命的導(dǎo)火線。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)、亞利桑那大學(xué)和韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)的研究人員攜手,將這些材料混合在一起,研制出了一種廉價(jià)、高功率的鋰硫電池。研究人員表示,新電池的性能可與目前市場(chǎng)上占主流的電池相媲美,而且,經(jīng)過(guò)500次充放電循環(huán)后功能無(wú)損。 

過(guò)去數(shù)十年來(lái),鋰離子電池的能量密度不斷提高,廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)等領(lǐng)域。但鋰離子電池需要笨重的陰極(一般由氧化鈷等材料制成)來(lái)“收納”鋰離子,限制了電池能量密度的進(jìn)一步提高。這意味著,對(duì)諸如長(zhǎng)距離電動(dòng)汽車(chē)等需要更大能量密度的應(yīng)用來(lái)說(shuō),鋰離子電池有點(diǎn)力不從心。 

因此,科學(xué)家們將目光投向了鋰離子電池更纖瘦的“表妹”——鋰硫電池身上,后者的陰極主要由硫(石油工業(yè)廉價(jià)的副產(chǎn)品)制成。硫的“體重”僅為鈷的一半,因此,同樣體積的硫收納的鋰離子數(shù)為氧化鈷的兩倍,這就使得鋰硫電池的能量密度為鋰離子電池的數(shù)倍。

但硫陰極也有兩大劣勢(shì):首先,硫容易與鋰結(jié)合,形成的化合物會(huì)結(jié)晶;其次,不斷的充放電循環(huán)使硫陰極容易破裂,因此,一塊典型的鋰硫電池經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)就成了無(wú)用之物。 

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月4日?qǐng)?bào)道,在最新研究中,為了制造出穩(wěn)定的硫陰極,研究人員將硫加熱到185攝氏度,將硫元素由8個(gè)原子組成的環(huán)路融化成長(zhǎng)鏈,隨后,他們讓硫鏈同二異丁烯(DIB,一種碳基塑料前體)混合,二異丁烯讓硫鏈連接在一起,最終得到了一種混合聚合物。他們將這一過(guò)程稱(chēng)為“逆向硫化”,因?yàn)槠渫圃煜鹉z輪胎的過(guò)程類(lèi)似,關(guān)鍵的區(qū)別在于:在輪胎中,含碳材料會(huì)聚集成一大塊,硫則點(diǎn)綴其中。 

科學(xué)家們解釋道,添加二異丁烯使硫陰極不那么容易破碎,也阻止了鋰硫化合物結(jié)晶。研究表明,硫和二異丁烯的最佳混合為二異丁烯占總質(zhì)量的10%到20%。如果太少,無(wú)法保護(hù)陰極;如果太多,電化學(xué)性能不活躍的二異丁烯會(huì)降低電池的能量密度。 

測(cè)試表明,經(jīng)過(guò)500次循環(huán)后,電池的能量密度仍為最初的一半多。亞利桑那大學(xué)的化學(xué)家杰弗里·佩恩表示,其他還處于實(shí)驗(yàn)階段的鋰硫電池也有同樣的性能,但其制造成本高昂,很難進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

NIST的材料科學(xué)家克里斯托弗·索爾斯表示,盡管如此,這種鋰硫電池短期內(nèi)也不會(huì)上市,硫暴露在空氣中很容易燃燒,因此,任何經(jīng)濟(jì)可行的鋰硫電池都需要經(jīng)過(guò)非常嚴(yán)苛的安全測(cè)試,才能投放市場(chǎng)。

工博士工業(yè)品商城聲明:凡資訊來(lái)源注明為其他媒體來(lái)源的信息,均為轉(zhuǎn)載自其他媒體,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn),也不代表本網(wǎng)站對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。您若對(duì)該文章內(nèi)容有任何疑問(wèn)或質(zhì)疑,請(qǐng)立即與商城(headrickconstructioninc.com)聯(lián)系,本網(wǎng)站將迅速給您回應(yīng)并做處理。
聯(lián)系電話(huà):021-31666777
新聞、技術(shù)文章投稿QQ:3267146135  投稿郵箱:syy@gongboshi.com
推薦文章
最新更新
點(diǎn)擊排行