韓國電氣研究所下一代電池研究中心的瓶颈科學家,成功攻克鋰硫電池在能量密度和循環壽命方麵的新型關鍵技術瓶頸,研製出一款具有高能量密度和長循環壽命的锂硫大麵積鋰硫電池原型。研究論文發表於《先進科學》雜誌。电池
鋰硫電池以硫為正極,突破金屬鋰為負極,和寿理論能量密度是瓶颈鋰離子電池的8倍多,極具應用潛力。新型此外,锂硫鋰硫電池使用儲量豐富的电池硫元素而非昂貴的稀土元素,不僅成本低廉,突破而且環保。和寿輕便耐用的瓶颈鋰硫電池被視為是交通領域的關鍵技術。
然而,新型鋰硫電池在充放電過程中會產生多硫化鋰這一中間物質。锂硫多硫化鋰會在電池的正負極之間穿梭,引發不必要的化學反應,從而降低電池的壽命和性能。這一直是鋰硫電池商業化道路上的絆腳石。
為攻克這一難題,研究團隊讓單壁碳納米管(SWCNT)與氧官能團“強強聯手”。SWCNT是一種強度超過鋼、電導率與銅相當的新材料,而氧官能團則增強了SWCNT在電池內的分散性。SWCNT和氧官能團的結合穩定了電極,有效控製了多硫化鋰的溶解和擴散,顯著減少了活性材料硫的損失。同時,SWCNT的高柔韌性和氧官能團的親水性使得電極在製造過程中能形成均勻且光滑的表麵,有助設計並製造出大麵積且高容量的電池。
研究團隊製造出尺寸為50毫米×60毫米的柔性厚電極,並組裝成1000毫安時袋式鋰硫電池原型。測試結果顯示,該原型性能優異,即使經過100次充放電循環,仍能保持85%以上的容量。
最新技術不僅解決了鋰硫電池的技術難題,還實現了大麵積、高容量柔性電極的設計和原型開發,為下一代鋰硫電池的商業化應用奠定了堅實基礎。