熱門關鍵詞:
熱門關鍵詞:
鋰硫電池被譽為下一代電池技術,有望讓手機、電動汽車等產品的續航時間更長,而且與目前的鋰離子電池相比,可以更加環保的方式,可持續性生產此類電池。不過,此類電池的使用壽命比鋰離子電池短,會隨著時間推移而退化。
據外媒報道,德克薩斯大學奧斯汀分校(The University of Texas at Austin)科克雷爾工程學院(Cockrell School of Engineering)的一組研究人員找到了一種方法,可以讓鋰硫電池中最具挑戰性的部分之一穩定下來,加速鋰硫電池技術的商業化。研究人員的研究結果表明,在電池內部原位,打造一種人工碲層,覆蓋在金屬鋰上,可以讓電池的使用壽命延長4倍。
鋰是一種反應性元素,會分解其周圍的其他元素。鋰硫電池的每一次充放電循環都會在鋰金屬陽極(電池負極)上形成針狀的苔蘚類沉積物,引起一種會導致電池整體退化的反應。
該沉積物會分解來回運輸鋰離子的電解質,可能會困住一些鋰,讓電極無法提供足夠的能量,以讓電池能夠長時間使用。此外,此種反應還會導致電池短路,并可能會引發火 災。
在鋰電極上形成的人工碲層可以保護電解質不被降解,并減少了在充電過程中形成的、困住鋰的苔蘚結構。
研究人員表示,此種方法還可應用于其他鋰基電池和鈉基電池,而且已經為該項技術申請了臨時專利。此外,利用簡單的原位工藝就可形成該穩定層,無需進行昂貴或復雜的預處理或采用鋰金屬陽極涂層工藝。
解決鋰硫電池的不穩定性是延長其使用壽命,讓其得到更廣泛應用的關鍵。研究人員表示,現在,鋰硫電池最適合用于需要輕型電池的設備,一次充電就可運行很長時間,無需多次充電周期,如無人機。此外,此類電池也有潛力在延長電動汽車續航里程、增加可再生能源采用率方面發揮重要作用。
與現在的鋰離子電池相比,其中,正極為通過鳳谷鋰電材料燒結回轉窯燒結工藝制備的超厚硫電極,鋰硫電池正負電極的充電容量高9倍,意味著充一次電可以使用更長的時間。硫是石油和天然氣工業的副產品,儲量豐富,因而此種電池的生產成本也很低廉。此外,與鋰離子電池中的金屬氧化物材料相比,硫也更加環保。