用更少鋰儲存更多能量,鋰硫電池開發獲突破

2023-10-24 15:00:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 澳洲蒙納許大學工程學院研究人員開發出一種新型鋰硫(Li-S)電池設計,透過奈米多孔聚合物塗層鋰箔陽極,「顯著」提高電池循環次數。 首席研究員 Declan McNamara 表示,與傳統的鋰陽極塗層...


澳洲蒙納許大學工程學院研究人員開發出一種新型鋰硫(Li-S)電池設計,透過奈米多孔聚合物塗層鋰箔陽極,「顯著」提高電池循環次數。

首席研究員 Declan McNamara 表示,與傳統的鋰陽極塗層系統相比,在各項指標中聚合物塗層電池都表現出漂亮的性能,是邁向高效、易於製造的鋰硫電池的一步。

鋰硫電池技術近年來受到研究人員和商業開發商的矚目,金屬鋰和硫的組合有可能比鋰離子電池提供更多的能量。但技術也有限制。因為鋰硫電池其中的鋰陽極、硫陰極以及隔離層,電池充放電時,鋰和硫會發生反應,形成多硫化物,最終迅速降低電池效能。

McNamara 指出,金屬鋰有點像一把雙面刃,充滿能量,但在較劣質的電池中,就會把能量會浪費在產生不需要的副反應上。但如果能妥善引導能量,可以打造出更容易製造、能量儲存也相當高的電池設備。

在這種新的電池配置中,蒙納許大學的研究人員在鋰箔陽極上塗上了奈米多孔聚合物,認為這些聚合物可以讓鋰離子通過,同時保護陽極免受腐蝕性硫化合物的影響。McNamara 表示,這種聚合物含有小於 1 奈米(十億分之一公尺)的微小孔隙,能讓鋰離子自由移動的同時,阻止其他會攻擊鋰的化學物質,且該塗層還可以充當鋰的支架,幫助其反覆充電和放電。

研究人員在論文中表示,聚合物塗層陽極在 275 次電池充放電循環中後,仍表現出高容量維持率,且新設計還減少單個電池所需的鋰量,並且不需要鎳或鈷,減少對高成本材料的需求,減少環境和社會成本。

蒙納許大學工程學院 Mainak Majumder 表示,這項研究建立新的框架,可以保護鋰金屬免受快速衰變或災難性故障的影響,而這一直是鋰硫電池的致命弱點,該研究有助於進一步開發鋰硫電池和其他鋰金屬儲能系統。

(首圖來源:shutterstock)



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