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超薄膜让锂硫电池使用寿命显著提高

编辑:贝博app手机版 来源:贝博app手机版 创发布时间:2021-08-04阅读40569次
  本文摘要:与现有锂离子电池相比,单质硫为负极,金属锂为负极的锂硫电池具有更高的能量密度、更低的原料成本、更好的环境亲和性。

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与现有锂离子电池相比,单质硫为负极,金属锂为负极的锂硫电池具有更高的能量密度、更低的原料成本、更好的环境亲和性。但是,由于循环寿命过短,锂硫电池无法在大规模储藏和电动汽车领域实际应用。最近,《美国科学院学报》在线发表的报道称,科学家将超薄的轻型表面复合膜涂抹在硫电极的表面,明显提高了锂硫电池的寿命。

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论文第一作者,目前北京化工大学理学院教授刘文拒绝接受记者采访时的反应,理论上锂硫电池比现有锂离子电池的储藏密度高3倍,需要减轻电动汽车的里程感情。但硫磺电极的充放电中间产物不会沉淀在电解质溶液中,造成硫磺的损失和副反应,使用几周后锂硫磺电极不会过热。自上世纪60年代锂硫电池问世以来,科学家仍致力于提高硫电极的稳定性。

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刘文和耶鲁大学化学系助理教授王海梁等开发了简单易行的方法,将包括特定官能团(酰胺)的枝状高分子和石墨烯混合在一起,涂抹在硫电极的表面构成复合膜。通过表面复合膜的维护,锂硫电池需要构建1000次以上的平稳循环。通过该技术,未来将生产重量更重、性能更好、价格更便宜的汽车电池,提高电动汽车的耐久性。

另外,研究团队通过实验和理论实地调查了复合膜和电池充放电中间产品的相互作用,确认了锂硫电池的化学固硫机制。与一些研究报告相比,复合膜在不减少额外体积或重量的基础上能有效提高锂硫电池的循环性能,使锂硫电池更加简单。


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