一個(gè)由工程師和材料科學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種鋰硫電池,該電池在25,000次循環(huán)后仍能保持80%的充電容量。相關(guān)論文發(fā)表在期刊《自然(Nature)》上。

圖片來(lái)源:期刊《Nature》
為了使電池更小更輕,工程師們不斷尋找新材料。這些努力往往集中在電極上,鋰被其他材料固定。找到一種更好的材料來(lái)容納鋰可以使電池整體更輕更緊湊。
硫是一種更有前景的材料,因?yàn)樗|(zhì)量好、儲(chǔ)量豐富且成本低。不幸的是,硫與鋰的一些反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致離子損失,更糟糕的是,硫往往會(huì)膨脹,導(dǎo)致電池性能下降和壽命縮短。
在這項(xiàng)新研究中,中國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)找到了解決這些問(wèn)題的方法,并制造出一種比其他電池在數(shù)千次充電循環(huán)中使用壽命更長(zhǎng)的電池。
該方法使用硫來(lái)制造固體電極——其多孔原子結(jié)構(gòu)允許離子擴(kuò)散而無(wú)需中間體的移動(dòng)。為了制造電極,該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種由硫、硼、鋰、磷和碘制成的玻璃狀混合物。其中碘被證明是混合物的關(guān)鍵;它有助于加速電子通過(guò)氧化還原反應(yīng)的移動(dòng),從而提高反應(yīng)速度。
試驗(yàn)結(jié)果證明,該電池即使在高溫下也能快速充電。但更重要的是,該電池在經(jīng)過(guò)25,000次充電循環(huán)后仍能保持80%的充電容量——這比典型的鋰離子電池有了明顯的改善,畢竟鋰離子電池往往在1,000次循環(huán)后就會(huì)退化。
研究人員建議,需要開(kāi)展更多工作來(lái)提高能量密度,或許還需要找到其他材料來(lái)混合,以確保電池重量輕。