Battery / 电池架构与固态电池技术 • 2023 年 10 月 21 日

锂硫电池取得突破,容量增加 5 倍

在澳大利亚,一些令人兴奋的事情正在酝酿之中,不,这不是另一部鳄鱼邓迪电影。澳大利亚研究人员夸耀电池领域的重大飞跃,有可能改变电动汽车和智能手机的游戏规则。游戏规则改变者的名字?锂硫(Li-S)电池。 新型锂硫电池设计由墨尔本莫纳什大学开发,与我们所熟知的传统锂离子电池(有时甚至不情愿地更换)相比,具有一系列令人印象深刻的优势。这种新的电...

Zhou Peng

作者: Zhou Peng

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在澳大利亚,一些令人兴奋的事情正在酝酿之中,不,这不是另一部鳄鱼邓迪电影。澳大利亚研究人员夸耀电池领域的重大飞跃,有可能改变电动汽车和智能手机的游戏规则。游戏规则改变者的名字?锂硫(Li-S)电池。

新型锂硫电池设计由墨尔本莫纳什大学开发,与我们所熟知的传统锂离子电池(有时甚至不情愿地更换)相比,具有一系列令人印象深刻的优势。这种新的电池技术可以提供高达五倍的能量,而成本却只有一半,看起来就像是全世界一直在寻找的圣杯。

突破性的锂硫电池有望将容量提高 5 倍

这一进步的实质是减少锂的使用量并显着延长电池的使用寿命。但引起人们关注的不仅仅是寿命的延长。这些莫纳什大学的奇才推出了一种“纳米孔聚合物涂层锂箔阳极”,简单来说,这是一种时髦的新设计,更省钱,而且能提供更多能量。

从历史上看,锂硫电池有一些我们称之为“不需要的化学物质”。当锂阳极和硫阴极混合时,它们会产生树突(树状结构),这会降低电池和电解质的性能。因此,这些电池有时会在区区 50 次循环后就报废。在相当戏剧性的退出中,有时他们甚至会短路并点燃易燃电解质。听起来像是炮台地的戏剧性肥皂剧,对吧?嗯,锂离子电池也不是无辜的,偶尔会起火。

然而,莫纳什大学的研究人员在热情的博士生德克兰·麦克纳马拉 (Declan McNamara) 的带领下,设计了一种解决这些戏剧性问题的方法。它们的聚合物涂层比一张纸还薄,充满了微小的孔(宽度不到一纳米),起到了某种看守者的作用。它允许锂离子自由移动,同时阻碍其他有害化学物质。据麦克纳马拉介绍,这种涂层不仅可以充当狱卒,还可以充当支撑系统,帮助锂进行充电和放电。

突破性的锂硫电池有望将容量提高 5 倍

麦克纳马拉解释说:“如果你把金属锂想象成拥有无限能量的青少年,那么劣质电池只会让这些能量被浪费。但是,如果利用得当,这种能量可以带来易于制造的出色存储设备。这种新涂层让我们更接近制造高效的锂硫电池。”

Mainak Majumder教授支持麦克纳马拉,指出这项研究制定了一个新颖的蓝图,以防止锂金属快速衰变,这是众所周知的锂硫电池的致命弱点。该智库的另一位成员马修·希尔教授表示,对于渴望先进能源解决方案的市场来说,这些电池可能成为下一个重大事件,特别是在电动汽车、飞机和电子产品需求激增的情况下。

现在,虽然锂硫电池备受关注,但必须记住电池领域是广阔的。锌离子、钠离子和铁空气等其他新兴竞争者也在争夺这块蛋糕,渴望挑战锂离子的长期统治地位。

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