新型混合陰極提高了鋰硫電池的能量密度
據外媒New Atlas報導,鋰硫電池具有更好的能量密度和更輕的重量,因此其作為鋰離子電池的潛在繼承者俱有很大的前景。但是新興技術有其自身需要克服的問題。現在,工程師已經開發出一種用於鋰硫電池的新型混合陰極,它似乎比現有的鋰離子和鋰硫電池都具有更好的能量密度。
通常,鋰硫電池的陰極由硫碳基質構成,並且這些硫以兩種方式之一構建。不幸的是,需要做出權衡- 它們可以選擇在重量方面具有高能量密度,或者在體積方面具有高能量密度,但不是兩者都有。從最基本的意義上講,這意味著您的電池既小又重,或輕而大。
這是新研究所針對的問題,來自麻省理工學院、三星高等技術學院、同濟大學、中國科學院和松山湖材料實驗室的研究人員參與了這項研究。
研究人員建造了他們的新型混合硫陰極,試圖獲得兩全其美的效果。固體陰極由壓縮在一起的純硫和Chevrel相硫化鉬顆粒的組合製成。因為最終結果是高導電性,所以它不需要那麼多的碳- 與其他硫陰極所需的20%或30%相比,它只需要大約10%。
該團隊使用新的陰極,製造了一個容量為1000-mAh的三層軟包電池,並表示其已經在某些方面優於現有的電池技術。通常,商用鋰離子電池的能量密度最高為265瓦時/公斤和700瓦時/升。與此同時,目前鋰硫電池能量密度最高可達到400瓦時/公斤和400瓦時/升。
新型鋰硫電池的能量密度目前可達到360瓦時/公斤和581瓦時/升,這意味著它具有比鋰離子更好的重量能量密度,以及比其他鋰硫裝置更好的體積能量密度。該團隊相信之後新型鋰硫電池的能量密度將可以達到400瓦時/公斤和700瓦時/升。
但新的鋰硫陰極有一個主要缺點:壽命。對於這些電池來說,這是一個相當普遍的問題,研究人員說他們正在努力改進整體電池設計以克服這個問題。其他團隊正在通過改進鋰陽極來解決它。
該研究發表在《自然-能源》(Nature Energy)雜誌上。