度假村农业网

首页 > 正文

美国研制出全固态锂硫电池

www.michaew.com2020-01-11

每日科学(记者刘霞)据物理学家组织网6月6日(北京时间)报道,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家设计了一种全新的全固态锂硫电池,其能量密度约为目前电子设备中广泛使用的锂离子电池的四倍,且成本较低。相关研究发表在世界顶级化学杂志《德国应用化学国际

科技日报》上(记者刘霞)。据物理学家组织网络6月6日(北京时间)报道,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家们设计了一种全新的全固态锂硫电池,其能量密度约为目前电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍,而且更便宜。这项研究发表在本周的世界顶级化学杂志《德国应用化学国际版》上。

梁成,这项研究的领导者,说:“新电池中使用的电解质也是固体的。这种设计理念彻底颠覆了两个电极加一堆电解质的固有电池理念,这种理念已经持续了150到200年,同时也解决了其他化学家一直担心的易燃性问题。”

几十年来,科学家们一直非常看好锂硫电池,它比锂离子电池更高效、更便宜。然而,短寿命是它最大的弱点,所以它还没有被商业使用。此外,在电池中使用液体电解质已经成为科学家的一个制约因素。一方面,液体电解质可以通过溶解多硫化物来帮助锂离子在电池中传导。不幸的是,这种溶解过程会导致电池过早损坏。

现在,ORNL研究小组的新设计方法消除了这些障碍。首先,他们合成了一种富含硫的新物质,并将其用作电池的阴极,这种物质可以传导锂离子和传统电池阴极中使用的硫化锂。然后,他们将它与锂和固体电解质制成的阳极(也是由ORNL研究人员开发的)结合,制造出高能量密度的全固体电池。

梁成说:“电解液从液体变成固体消除了硫溶解的问题。此外,由于液体电解质易于与锂金属反应,使用固体电解质后,新电池更安全。此外,新锂硫电池中使用的硫是油处理后留下的副产品。它来源丰富,成本低廉,还能储存更多的能量,这使得新型电池具有成本低、能量密度高等优点。”

测试结果表明,新电池在60摄氏度下经过300次充放电循环后,其电容可维持在1200毫安/克,而传统锂离子电池的平均电容为140-170毫安/克。梁成表示,由于锂硫电池承载锂离子电池一半的电压,平均电容为8倍,因此新电池的能量密度约为传统锂离子电池的4倍。

尽管新电池仍处于示范阶段,研究人员希望尽快将研究从实验室推向商业应用,他们正在申请这项技术的专利。

总编辑圈

早在20世纪90年代,一些人就开始开发锂硫电池。近年来,国内外相关研究工作更加活跃。更高的比容量和能量密度意味着锂硫电池具有更小的单位重量和体积、更强的放电容量和更低的成本,所有这些似乎都非常符合当今电动汽车的发展需求。然而,毫无疑问,其研究还有很长的路要走,例如,需要进一步增加循环次数,电池的能量密度和功率密度需要进一步提高,以满足电动汽车市场的需求。

热门浏览
热门排行榜
热门标签
日期归档