可修正的硫阴极资料导电性进步1000亿倍

时间: 2024-11-05 23:55:24 |   作者: 家居及玩具

  固态锂硫电池是一种可再充电池，由固体电解质、锂金属制成的阳极和硫制成的阴极组成，因为更高的单位体积内的包括的能量和更低的本钱，其有望成为传统锂离子电池的替代品。

  这些电池每公斤贮存的能量是锂电池的两倍，即它们能在不添加电池组分量的情况下使电动汽车的续航才能翻倍，一起丰厚、易得的源资料使其成为一种经济可行、环境友好的挑选。

  但是，硫阴极的特性阻止了固态锂硫电池的开展。硫不仅是一种不良的电子导体，而且硫阴极会跟着充、放电进程产生明显的胀大和缩短，导致结构损坏和与固体电解质的触摸削弱。

  科研团队开发的新式阴极资料是由硫和碘组成的晶体。他们经过把碘分子引进晶体硫结构，将阴极资料的电导率进步了11个数量级，其导电性比独自由硫制成的晶体进步了1000亿倍。

  另一方面，因为碘损坏了将硫分子衔接在一起的分子间键，其损坏量刚好能够将这种新的晶体资料的熔点降低到足够低——只要65摄氏度，因此在电池充电后，只需从头熔化阴极，即可轻松修正循环中损坏的界面。

  此功能关于处理因为重复充放电导致的阴极和电解质界面处的累积损害至关重要。

  为了验证这种新式阴极资料的有效性，研讨人员构建了一个测验电池，并对其进行重复充电和放电循环。电池在400屡次充放电循环中保持稳定，并保留了87%的容量。

  这种碘化硫阴极为处理固态锂硫电池商业化的首要妨碍供给了共同的概念。该团队表明，新式阴极资料的低熔点使修正界面成为或许，这种新资料有望成为高能量密度固态电池的一种赋能处理方案。

  “这一发现有或许经过明显进步电池的惯例运用的寿数来处理固态锂硫电池引进的最大应战之一”，研讨合著者、美国本田研讨所首席科学家克里斯托弗布鲁克斯说，“电池只需经过进步温度就能够自我修正，这能够明显延伸电池的整个寿数周期，为固态电池的实践使用发明潜在途径。”