新催化剂有望实现更轻，更便宜，更高容量的下一代可充电电池

时间：2022-05-02 08:58:07来源：

锂离子电池目前广泛用于电子产品，但是由于韩国科学家的一项新发现，锂硫电池可以在不久的将来替代它们，成为更轻，更便宜，容量更大的替代品。

当今大多数电子产品的核心是可充电锂离子电池（LIB）。但是它们的储能能力不足以用于大规模储能系统（ESS）。锂硫电池（LSB）在这种情况下可能会很有用，因为它们的理论储能能力更高。由于它们的重量轻且成本较低，它们甚至可以替代无人机等其他应用中的LIB。

但是赋予他们所有这些权力的相同机制使他们成为一种广泛的实际现实。与LIB不同，LSB中的反应路径导致固态硫化锂（Li2S6）和液态多硫化锂（LiPS）的积累，从而导致硫阴极（带正电的电极）上的活性物质损失和锂阳极的腐蚀（负向）带电的电极）。为了延长电池寿命，科学家一直在寻找能够在使用过程中有效逆转这种降解的催化剂。

韩国光州技术学院（GIST）的科学家在ChemSusChem发表的一项新研究中报告了他们在这项工作中取得的突破。“在寻找用于LSB的新型电催化剂时，我们回想起先前使用草酸钴（CoC2O4）进行的研究，在该研究中，我们发现在电解过程中带负电的离子很容易吸附在该材料的表面上。这促使我们假设CoC2O4在LSB中也表现出与硫类似的行为。”负责这项研究的GIST的Jaeyoung Lee教授解释说。

为了检验他们的假设，科学家通过在硫阴极上添加一层CoC2O4来构建LSB。

当然，观察和分析表明，CoC2O4吸附硫的能力使Li2S6和LiPS还原和解离。此外，它通过将LiPS吸附在电解质表面上来抑制LiPS向电解质中的扩散，防止其到达锂阳极并引发自放电反应。这些动作共同提高了硫的利用率并减少了阳极退化，从而提高了电池的寿命，性能和储能能力。

根据这些发现，Lee教授设想了一个由LSB控制的电子未来，而LIB无法实现。他说：“除大型储能装置外，轻型商用车还可以实现高效的电力运输，例如无人飞机，电动公共汽车，卡车和机车。”“我们希望我们的发现可以使LSB为此目的更接近商业化一步。”

也许，锂硫电池为世界供电只是时间问题。

参考：Jin Won Kim，Gyuwon Seo博士，Sungyool Bong博士和Jaeyoung Lee教授：“改进了多硫化锂在极性CoC2O4界面上的氧化还原反应，作为高容量锂硫电池的多硫化物催化剂。” 2020年10月21日，ChemSusChem.DOI：
10.1002 / cssc.202002140