鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:272次 | 2023年11月06日
新突破!新型催化劑材料有望供應(yīng)持久的高容量可充電電池
當(dāng)今大多數(shù)電子產(chǎn)品的核心是可充電鋰離子電池(LIB)。但是它們的儲(chǔ)能能力不足以用于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)。鋰硫電池(LSB)在這種情況下可能會(huì)很有用,因?yàn)樗鼈兊睦碚搩?chǔ)能能力更高。由于它們的重量輕且成本較低,它們甚至可以在無(wú)人機(jī)等其他應(yīng)用中取代LIB。
但是賦予他們所有這些權(quán)力的相同機(jī)制使他們成為廣泛的實(shí)際現(xiàn)實(shí)。與LIB不同,LSB中的反應(yīng)路徑導(dǎo)致固態(tài)硫化鋰(Li2S6)和液態(tài)多硫化鋰(LiPS)的積累,從而導(dǎo)致活性物質(zhì)從硫陰極(帶正電的電極)中流失并腐蝕鋰陽(yáng)極(帶負(fù)電的電極)。為了延長(zhǎng)電池壽命,科學(xué)家一直在尋找能夠在使用過(guò)程中有效逆轉(zhuǎn)這種降解的催化劑。
韓國(guó)光州技術(shù)學(xué)院(GIST)的科學(xué)家在ChemSusChem發(fā)表的一項(xiàng)新研究中報(bào)告了他們?cè)谶@一努力中取得的突破?!霸趯ふ矣糜贚SB的新型電催化劑時(shí),我們回想起先前使用草酸鈷(CoC2O4)進(jìn)行的研究,在該研究中,我們發(fā)現(xiàn)在電解過(guò)程中帶負(fù)電的離子很容易吸附在該材料的表面。假設(shè)CoC2O4在LSB中也表現(xiàn)出與硫類似的行為,”負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的GIST的JaeyoungLee教授解釋說(shuō)。
為了檢驗(yàn)他們的假設(shè),科學(xué)家通過(guò)在硫陰極上添加一層CoC2O4來(lái)構(gòu)建LSB。
當(dāng)然,觀察和分析表明,CoC2O4的吸附硫能力使Li2S6和LiPS還原和解離。此外,它通過(guò)將LiPS吸附在電解質(zhì)表面上來(lái)抑制LiPS向電解質(zhì)中的擴(kuò)散,防止其到達(dá)鋰陽(yáng)極并觸發(fā)自放電反應(yīng)。這些動(dòng)作共同提高了硫的利用率并減少了陽(yáng)極退化,從而提高了電池的壽命,性能和儲(chǔ)能能力。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
根據(jù)這些發(fā)現(xiàn),Lee教授設(shè)想了一個(gè)由LSB控制的電子未來(lái),而LIB無(wú)法實(shí)現(xiàn)。他說(shuō):“除大型儲(chǔ)能裝置外,輕型商用車還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人飛機(jī),電動(dòng)公共汽車,卡車和機(jī)車等高效電力運(yùn)輸?!薄拔覀兿M覀兊陌l(fā)現(xiàn)可以使LSB為此目的更接近商業(yè)化一步?!?/p>
也許,鋰硫電池為世界供電只是時(shí)間問(wèn)題。
關(guān)于光州科技學(xué)院(GIST)
光州科技學(xué)院(GIST)是一所研究型大學(xué),位于韓國(guó)光州。它成立于1993年,是韓國(guó)最負(fù)盛名的學(xué)校之一。該大學(xué)旨在創(chuàng)造一個(gè)強(qiáng)大的研究環(huán)境,以推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,并促進(jìn)國(guó)內(nèi)外研究計(jì)劃之間的合作。該大學(xué)以“未來(lái)科學(xué)技術(shù)的杰出創(chuàng)造者”為座右銘,一直是韓國(guó)大學(xué)排名最高的大學(xué)之一。
關(guān)于作者
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
LeeJaeyoungLee博士于2001年在德國(guó)MPG和Fu柏林的Fritz-Haber研究所獲得物理電化學(xué)博士學(xué)位,他是2007年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者GerhardErtl博士。他現(xiàn)在是地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院的教授,韓國(guó)光州科技學(xué)院(EIST)的電化學(xué)和催化Ertl中心副主任。他對(duì)各種能源和環(huán)境領(lǐng)域的電催化劑的設(shè)計(jì),合成和應(yīng)用感興趣。