美研發(fā)可實(shí)現高能量密度鋰電池的有機陰極材料
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2019-07-03
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美研發(fā)可實(shí)現高能量密度鋰電池的有機陰極材料。
據報道，美國能源部（DOE）布魯克海文國家實(shí)驗室（Brookhaven National Laboratory）為鋰電池設計了一種新型有機陰極材料。該材料以硫為核心，與鋰電池中傳統的陰極材料相比，能量密度更高、更具成本效益且更環(huán)保。
智能手機和電動(dòng)汽車(chē)等日常生活用品都需要鋰電池提供能量，而隨著(zhù)人們對此類(lèi)產(chǎn)品的需求不斷增長(cháng)，科學(xué)家們一直在研究如何優(yōu)化陰極材料，以提升鋰電池系統的整體性能。
除了解決電池系統面臨的能量挑戰，布魯克海文國家實(shí)驗室的科學(xué)家還在研究可持續性電池的材料設計。為了尋找可提供高能量密度的可持續性陰極材料，科學(xué)家們選擇了一種安全和儲量豐富的元素 – 硫。
美國能源部布魯克海文科學(xué)用戶(hù)設施辦公室國家同步光源二部（NSLS-II）科學(xué)家表示：“硫可以形成很多鍵，即能夠抓住更多鋰，從而增強能量密度。而且硫也比陰極材料中的傳統元素輕，因而可讓電動(dòng)汽車(chē)具備更長(cháng)的續航里程。”
研究人員在設計該新陰極材料時(shí)，選擇了一種由碳、氫、硫和氧組成的有機二硫化合物，而不是傳統鋰電池中重金屬，重金屬不是很環(huán)保。但是雖然硫電池更安全、能量密度更高，但是也會(huì )面臨著(zhù)其他挑戰。
Shadike表示：“當電池充放電的時(shí)候，硫會(huì )變成一種不好的復合物，溶解在電解質(zhì)中，并擴散至整個(gè)電池，引起不良反應。我們設計了一種陰極材料，可讓硫原子附著(zhù)在一個(gè)有機支柱上，從而讓硫穩定。”
研究人員表示，該項研究可提升高性能鋰電池的性能，此類(lèi)鋰電池使用以硫為核心的陰極材料。