美國科學家將木質素磺酸鹽作為鋰硫電池電極 增加電池使用壽命

時間:2018-04-24 10:12來源:國際能源網 作者:綜合報道
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　　鋰硫電池的能量密度至少是其競爭對手鋰離子電池的兩倍。因此，科學家們對開發可充電的鋰硫電池非常感興趣。
 
　　造紙工業有一個共同的副產品：木質素磺酸鹽。倫斯勒理工學院（RPI）的研究人員使用木質素磺酸鹽作為鋰硫電池低成本電極材料。該研究小組發明了一種用于手表的鋰硫電池原型，他們將在下一階段擴大原型。隨著溫度升高，硫與碳結合，硫具有很高的導電性。因此，這種新的電池技術是非常值得期待的。
 
　　可充電電池主要包括兩個電極、放置在兩個電極之間的液體電解質和一個分離器。鋰硫電池的陰極由硫碳基質構成，其陽極由鋰金屬氧化物組成。
 
　　科學家已經使用不同形式的碳（例如納米管和復雜的碳泡沫）來穩定在一個固定的地方的硫。然而，結果并不令人滿意。這是一個巨大的困難，硫很容易溶解到電池的電解液中。因此，兩個電極在僅僅幾個周期之后就會惡化。
 
　　來自倫斯勒理工學院（RPI）的研究小組發現了一種簡單的方法，可以從單一的原材料中制造出最佳的硫基陰極。
 
　　首先，研究人員將干燥主要的紙副產品木質素磺酸鹽。然后，他們將它放入一個石英管爐內，爐內將被加熱到約700攝氏度。極端熱量會除去大部分硫氣，同時保留一些聚硫化物（硫原子鏈），他們的目的是將聚硫化物深深地嵌在活性炭基質中。
 
　　科學家們會重復加熱過程，直到適量的硫被嵌入碳基質中。碳基質防止嵌入的硫溶解到電池的電解液中。然后團隊將研磨材料并將其與惰性聚合物粘合劑混合，以便將陰極涂覆在鋁箔上。
 
　　目前鋰硫電池是用于手表的，它可以持續大約200個周期。研究小組計劃擴大原型，以提高放電率和電池的循環壽命。這種新電池可以為更大型的數據中心提供動力，并為微電網和傳統電網提供更低成本的選擇。
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文章標簽： 鋰硫電池 電極 材料
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