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“电池”破解锂硫电池难题 新电解质让锂离子电池能耐极寒和酷热

时间:2022-08-24 12:23:17来源:化工仪器网

今天,聚焦化工小新为大家分享来自化工仪器网的《破解锂硫电池难题 新电解质让锂离子电池能耐极寒和酷热》。

近日,发改委等九部门共同印发《“十四五”可再生能源发展规划》,内容提出,加强可再生能源前沿技术和核心技术装备攻关,研发储备钠离子电池、液态金属电池、固态锂离子电池和锂硫电池等高能量密度储能技术。

锂硫电池是锂电池的一种,它是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。单质硫在地球中储量丰富,具有价格低廉、环境友好等特点。利用硫作为正极材料的锂硫电池,其材料理论比容量和电池理论比能量较高,然而,一直以来,硫在充放电过程中体积的扩大缩小非常大,有可能导致电池损坏。

美国加州大学圣地亚哥分校工程师开发了一种更好的电解质,这种电解质既耐寒又耐热,而且与高能阳极和阴极兼容。电解质由二丁醚与锂盐混合而成的溶液制成,其中,二丁基醚的一个特点是其分子与锂离子的结合较弱,当电池运行时,电解质分子很容易释放锂离子。

二丁基醚电解质的另一个特别之处在于它与锂硫电池兼容,即便是在高温或低温下,都能够防止硫在充放电过程中体积的扩大缩小等问题。研究人员所测试的电池比典型的锂硫电池具有更长的循环寿命,并且这种电解质还有助于改善阴极侧和阳极侧,同时提供高导电性和界面稳定性。

在测试中,概念验证电池在-40℃和50℃下分别保留了87.5%和115.9%的电能容量。在这些温度下,它们还分别具有98.2%和98.7%的高库仑效率,这意味着电池在停止工作之前可进行更多的充电和放电循环。这种电池可让寒冷气候下的电动汽车一次充电就能行驶更远;还可减少对冷却系统的需求,以防止车辆的电池组在炎热气候下过热。并且这种电池,每公斤存储的能量是当今锂离子电池的两倍——这可使电动汽车的续航里程增加一倍,却不会增加电池组的重量。

(资料来源:科技日报)

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