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破解鋰硫電池難題 新電解質(zhì)讓鋰離子電池能耐極寒和酷熱
2022年07月07日 09:42:38
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4256
美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校工程師開(kāi)發(fā)了一種更好的電解質(zhì)，這種電解質(zhì)既耐寒又耐熱，而且與高能陽(yáng)極和陰極兼容。電解質(zhì)由二丁醚與鋰鹽混合而成的溶液制成，其中，二丁基醚的一個(gè)特點(diǎn)是其分子與鋰離子的結(jié)合較弱，當(dāng)電池運(yùn)行時(shí)，電解質(zhì)分子很容易釋放鋰離子。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，發(fā)改委等九部門(mén)共同印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，內(nèi)容提出，加強(qiáng)可再生能源前沿技術(shù)和核心技術(shù)裝備攻關(guān)，研發(fā)儲(chǔ)備鈉離子電池、液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池和鋰硫電池等高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。
鋰硫電池是鋰電池的一種，它是以硫元素作為電池正極，金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。單質(zhì)硫在地球中儲(chǔ)量豐富，具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)。利用硫作為正極材料的鋰硫電池，其材料理論比容量和電池理論比能量較高，然而，一直以來(lái)，硫在充放電過(guò)程中體積的擴(kuò)大縮小非常大，有可能導(dǎo)致電池?fù)p壞。
美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校工程師開(kāi)發(fā)了一種更好的電解質(zhì)，這種電解質(zhì)既耐寒又耐熱，而且與高能陽(yáng)極和陰極兼容。電解質(zhì)由二丁醚與鋰鹽混合而成的溶液制成，其中，二丁基醚的一個(gè)特點(diǎn)是其分子與鋰離子的結(jié)合較弱，當(dāng)電池運(yùn)行時(shí)，電解質(zhì)分子很容易釋放鋰離子。
二丁基醚電解質(zhì)的另一個(gè)特別之處在于它與鋰硫電池兼容，即便是在高溫或低溫下，都能夠防止硫在充放電過(guò)程中體積的擴(kuò)大縮小等問(wèn)題。研究人員所測(cè)試的電池比典型的鋰硫電池具有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命，并且這種電解質(zhì)還有助于改善陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)，同時(shí)提供高導(dǎo)電性和界面穩(wěn)定性。
在測(cè)試中，概念驗(yàn)證電池在-40℃和50℃下分別保留了87.5%和115.9%的電能容量。在這些溫度下，它們還分別具有98.2%和98.7%的高庫(kù)侖效率，這意味著電池在停止工作之前可進(jìn)行更多的充電和放電循環(huán)。這種電池可讓寒冷氣候下的電動(dòng)汽車一次充電就能行駛更遠(yuǎn)；還可減少對(duì)冷卻系統(tǒng)的需求，以防止車輛的電池組在炎熱氣候下過(guò)熱。并且這種電池，每公斤存儲(chǔ)的能量是當(dāng)今鋰離子電池的兩倍——這可使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程增加一倍，卻不會(huì)增加電池組的重量。
(資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào))
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