锂硫电池朝商业可行性迈出了重要的一步

  锂硫电池被誉为电池技术的明星,预计它将大大提高手机、电动汽车和其他产品的使用寿命,比目前的锂离子电池更环保。然而,锂硫电池的寿命不如锂离子电池长,而且随着时间的推移,锂硫电池的寿命会下降。
  德克萨斯大学奥斯汀分校Correere工程学院(Correere School Of Engineering)的一组研究人员找到了一种方法,可以稳定锂硫电池中最具挑战性的部分,并使这项技术更接近商业可行性。该小组最近发表在"焦耳"(Joule)杂志上的研究结果显示,在电池中原位制造一层碲,覆盖锂金属,可以使电池寿命翻两番。
  锂是一种反应元素,它分解了周围的其他元素。锂硫电池的每一个循环--充放电过程--都会在锂金属阳极(电池的负极)上形成苔藓和针状沉积物。这种反应将导致电池的整体退化。
  这些沉积物会分解电解质,从而来回传输锂离子。这可能会捕获一些锂离子,使电极无法提供足够的能量,在很长一段时间内使用锂离子。这种反应还可能导致电池短路,甚至可能引发火灾。
  在锂电极上形成的人工层可以防止电解液退化,减少充电过程中形成的锂的涂层结构。"在锂表面形成的层可以在不破坏电解液的情况下运行,并延长电池寿命。Amruz Balgaf(Amruz Bhargav)说,他与研究生Sanjay Nanda(SanjayNanda)共同撰写了这篇论文。
  Manselam补充说,这种方法可以用于其他锂基电池和钠基电池。研究人员已经为这项技术申请了临时专利。
  稳定层是通过一个简单的场过程形成的,而不需要昂贵或复杂的预处理或锂金属阳极涂层工艺,"南达说。
  曼塞拉姆说,"解决电池这一部分的不稳定性是延长电池使用寿命和推广应用的关键。锂硫电池目前最适合用于需要轻型电池的设备,运行时间较长,不需要大量充电周期,比如无人机。然而,它们有潜力在扩大电动汽车的使用和增加可再生能源的使用方面发挥重要作用。
  Manselam说,锂硫电池的正负充电能力是今天锂离子电池的10倍,这意味着一次充电可以提供更可持续的使用。硫作为石油和天然气工业的副产品,广泛存在,这使得电池的生产成本低。硫也比锂离子电池所用的金属氧化物材料更环保。
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