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一种便宜高功率的锂硫电池问世

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来源: 作者: 2019-05-16 21:01:29

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的导火线。美国国家标准与技术研究所(NIST)、亚利桑那大学和韩国首尔国立大学的研究人员携手,将这些材料混合在一起,研制出了一种便宜、高功率的锂硫电池。研究人员表示,新电池的性能可与目前市场上占主流的电池相媲美,而且,经过500次充放电循环后功能无损。

过去数十年来,锂离子电池的能量密度不断提高,广泛应用于智能等领域。但锂离子电池需要笨重的阴《游戏人生》空白兄妹黏土人将售 附带作者加笔小说
极(一般由氧化钴等材料制成)来“收纳”锂离子,限制了电池能量密度的进一步提高。这意味着,对诸如长距离电动汽车等需要更大能量密度的应用来说,锂离子电池有点力不从心。

因此,科学家们将目光投向了锂离子电池更纤瘦的“表妹”——锂硫电池身上,后者的阴极主要由硫(石油工业廉价的副产品)制成。硫的“体重”仅为钴的一半,因此,同样体积的硫收纳的锂离子数为氧化钴的两倍,这就使得锂硫电池的能量密度为锂离子电池的数倍。

但硫阴极也有两大劣势:首先,硫容易与锂结合,构成的化合物会结晶;其次,不断的充放电循环使硫阴极豫鄂陕签订南水北调中线水源保护责任书
容易破裂,因此,一块典型的锂硫电池经过几次循环就成了无用之物。

据物理学家组织6月4道,在最新研究中,为了制造出稳定的硫阴极,研究人员将硫加热到185摄氏度,将硫元素由8个原子组成的环路融化成长链,随后,他们让硫链同2异丁烯(DIB,一种碳基塑料前体)混合,二异丁烯让硫链连接在一起,终究得到了一种混合聚合物。他们将这一过程称为“逆向硫化”,由于其同制造橡胶轮胎的进程类似,关键的区别在于:在轮胎中,含碳材料会聚集成一大块,硫则点缀其中。

科学家们解释道,添加2异丁烯使硫阴极不那末容易破碎,也阻挠了锂硫化合物结晶。研究表明,硫和二异丁烯的最佳混合为2异丁烯占总质量的10%到20%。如果太少,无法保护阴极;如果太多,电化学性能不活跃的二异丁烯会降低电池的能量密度。

测试表明,经过500次循环后,电池的能量密度仍为最初的一半多。亚利桑那大学的化学家杰弗里·佩恩表示,其他还处于实验阶段的锂硫电池也有同样的性能,但其制造本钱高昂,很难进行工业化生产。

NIST的材料科学家克里斯托弗·索尔斯表示,尽管如此,这种锂硫电池短期内也不会上市,硫暴露在空气中很容易燃烧,因此,任何经济可行的锂硫电池都需要经过非常严苛的安全测试,才能投放市场。

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