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来源:网络 作者:昂佳科技 点击:次 2022-05-18 23:38:59
现有的锂离子电池(LIB)使用镍、钴和其他昂贵的稀土元素作为正极材料。相比之下,锂硫电池使用丰富的硫,这可以显著降低其制造成本。锂硫电池被认为是非常有前途的下一代电池,因为其理论比能量密度约为锂离子电池的5倍。
然而,锂硫电池的商业化仍需要克服许多挑战。锂在充放电过程中遇到硫时,会产生中间产物“锂多硫化物”。由于其高溶解度,溶解的多硫化锂会穿梭,导致在重复充电和放电过程中阴极材料的损失。换句话说,随着多硫化锂继续溶解在电解液中,硫将继续流失。因此,聚硫穿梭电池被认为是锂硫电池商业化的最大障碍,因为这一问题直接关系到电池寿命和安全性的退化。
据国外媒体报道,韩国电子研究院(Keri)利用活性炭和磷(P)解决了这一问题,实现了低成本、灵活的高能量密度锂硫电池,并在《small》杂志上发表了相关论文。
微孔活性炭纤维因其高吸附性被广泛应用于各种类型的过滤器和漂白剂中。该团队使用活性炭作为隔膜的涂层材料,以捕获充电/放电循环中物理产生的多硫化锂。此外,该团队还将高吸收性的磷应用于碳材料中进行化学捕获。这种多峰捕获方法有助于防止锂硫电池因多硫化锂的穿梭效应而性能下降。
此外,研究团队通过提高锂硫电池的灵活性,成功地提高了锂硫电池的可用性。该团队将具有高导电性、强度和灵活性的碳纳米管材料应用于硫阴极,以消除再收集器(增加能量密度),同时通过弯曲特性确保耐久性。
通过以上工艺,科瑞开发的锂硫电池的能量密度达到400wh/kg,被认为是世界上能量密度最高的锂硫电池。锂硫电池结合了现有的高能量密度、高性能安全性(使用寿命)、高灵活性(持续时间)、轻量化和低成本等优点,具有很高的商业化可能性。具体来说,锂硫电池预计将主要用于未来的航空和移动领域,包括航空航天、飞行器、无人机和其他要求轻量化和长期耐用的领域。
Keri研究小组组长朴俊宇博士,说:“由于使用了丰富且廉价的硫和碳材料,锂硫电池对韩国等稀土元素和稀缺资源的国家非常重要。我们计划将这项研究成果与Keri自主研发的‘大规模合成固体电解质’技术相结合,以确保下一代固态锂硫电池的原始技术。”是的。"
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