美国大学打造人工碲层覆盖金属锂 让锂硫电池使用寿命长4倍

2020-07-07 09:35:53 新闻来源:网络
  被称为下一代电池技术的锂硫电池有望使手机、电动汽车和其他产品的使用寿命更长,并且可以以比目前锂离子电池更环保的方式生产。然而,这种电池的使用寿命比锂离子电池短,而且随着时间的推移而退化。
  据外国媒体报道,德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷工程学院(CockrellSchoolofEngineering)的一组研究人员找到了一种方法,可以稳定锂硫电池最具挑战性的部件之一,并加速锂硫电池技术的商业化。研究人员的研究结果表明,在电池内原位覆盖锂金属的人造碲层,可以将电池寿命延长四倍。
  锂是一种能分解周围其他元素的反应元素。锂硫电池的每一次充放电循环都会在锂金属阳极(电池负极)上形成针状苔藓沉积,从而导致电池整体退化。
  这种沉积会分解电解质,使锂离子来回传输,并可能捕获一些锂离子,使电极无法提供足够的能量,使电池在很长一段时间内无法使用。此外,这种反应可能导致电池短路,并可能引起火灾。
  在锂电极上形成的人工碲层可以保护电解质不被降解,减少充电过程中形成的苔藓状结构,并被困在锂中。
  研究人员说,这种方法也可以应用于其他锂基和钠基电池,并已申请了这项技术的临时专利。此外,通过简单的原位处理,无需昂贵或复杂的预处理或锂金属阳极涂层工艺,也可以形成稳定层。
  研究人员说:"解决锂硫电池的不稳定性是延长锂硫电池使用寿命并使其得到更广泛应用的关键。锂硫电池现在最适合用于需要轻型电池的设备,在没有无人机等多个充电周期的情况下运行很长时间。此外,这种电池在延长电动汽车里程和增加可再生能源供应方面发挥着重要作用。
  与目前的锂离子电池相比,锂硫电池的正负极充电能力高出9倍,这意味着充电时间可以延长。硫是石油和天然气工业的副产品,储量丰富,因此这种电池的生产成本也很低。此外,硫也比锂离子电池中的金属氧化物材料更环保。
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