作者:冯瑞华 来源:中国科学报 发布时间:2014-7-15 7:30:24
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工业废料变身关键材料
高容量锂硫电池可以循环数百次而不损失功效

 

硫虽然经常作为工业产品的废物,但未来却能成为高性能电池的关键材料。美国国家标准与技术研究院、亚利桑那大学和韩国首尔国立大学的科学家们近日共同研究完成了一种便宜的高容量锂硫电池,可以循环数百次而不损失功效。

锂离子电池阴极通常采用陶瓷氧化物,如氧化钴等,使阴极变得笨重,从而限制了电池的能量密度。硫原子的重量不到钴原子的一半,锂硫电池的能量密度是以往锂离子电池的几倍。但锂硫电池的阴极也有其缺点,即硫和锂很容易形成化合物,然后结晶粘在电池内部,在反复循环下沿着应力方向会产生裂纹。

为了制造更稳定的阴极,研究团队把硫加热到185℃,使八原子环形硫熔化变成长链硫,然后混合长链硫和二异丙烯基苯(DIB),碳基塑料前驱体和硫链键合在一起,制造出一种共聚物。研究团队称这种制造过程为“逆硫化”。添加DIB到阴极可以阻止开裂和防止锂硫化合物结晶。研究发现,DIB含量在10%~20%可使阴极达到最优状态。研究人员通过500次循环,发现电池可保留一半以上的初始容量。研究人员同时指出,由于锂暴露在空气中能燃烧,所以任何商业锂硫电池将需要经过严格的安全检测之后才能投放市场。(冯瑞华编译)

图片来源:http://www.llnl.gov

《中国科学报》 (2014-07-15 第7版 制造)
 
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