中國科學(xué)家研發(fā)創(chuàng)新陰極材料可讓鋰硫電池在300次充放電循環(huán)后保持高容量
蓋世汽車訊 在全球范圍內(nèi),很多設(shè)備的運(yùn)行都需要依賴鋰離子電池,包括電子產(chǎn)品、無線耳機(jī)、手持式工具、家用電器、電動汽車以及儲能系統(tǒng)。然而,隨著傳統(tǒng)陰極電極正逐漸逼近其理論容量極限,科學(xué)家們正在加速探索替代性的儲能解決方案。
在此背景下,重新定義儲能的鋰硫電池正成為一種強(qiáng)大的替代方案。此種電池將鋰作為負(fù)極,硫作為正極,容量高達(dá)1675 mAh/g,能量密度高達(dá)2500 Wh/kg。不過,盡管此類電池具有很大的潛力,其也面臨著一些關(guān)鍵挑戰(zhàn),包括導(dǎo)電性低、體積嚴(yán)重膨脹以及“穿梭效應(yīng)”(shuttle effect)。具體而言,絕緣硫中間體,如Li2S2和Li2S,會阻礙離子的傳輸,在充放電循環(huán)中,陰極的體積會膨脹80%,而且多硫化物的穿梭會導(dǎo)致自放電現(xiàn)象,從而降低電池效率、縮短電池的壽命。
新陰極材料制成的電池
據(jù)外媒報道,為了解決上述問題,中國上海交通大學(xué)研究團(tuán)隊研發(fā)了金屬有機(jī)框架(MOF)衍生的分級多孔TiO?NPC結(jié)構(gòu),將二氧化鈦與納米多孔碳結(jié)合在一起。該設(shè)計為設(shè)計高硫負(fù)載的TiO?NPCS陰極奠定了基礎(chǔ),可顯著提升導(dǎo)電率、增強(qiáng)穩(wěn)定性并最大限度地提高硫的保留率。
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