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美國科學(xué)家將木質(zhì)素磺酸鹽作為鋰硫電池電極增加電池使用壽命

時(shí)間:2018-04-24 10:12來源:國際能源網(wǎng) 作者:綜合報(bào)道

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　　鋰硫電池的能量密度至少是其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手鋰離子電池的兩倍。因此，科學(xué)家們對(duì)開發(fā)可充電的鋰硫電池非常感興趣。

　　造紙工業(yè)有一個(gè)共同的副產(chǎn)品：木質(zhì)素磺酸鹽。倫斯勒理工學(xué)院（RPI）的研究人員使用木質(zhì)素磺酸鹽作為鋰硫電池低成本電極材料。該研究小組發(fā)明了一種用于手表的鋰硫電池原型，他們將在下一階段擴(kuò)大原型。隨著溫度升高，硫與碳結(jié)合，硫具有很高的導(dǎo)電性。因此，這種新的電池技術(shù)是非常值得期待的。

　　可充電電池主要包括兩個(gè)電極、放置在兩個(gè)電極之間的液體電解質(zhì)和一個(gè)分離器。鋰硫電池的陰極由硫碳基質(zhì)構(gòu)成，其陽極由鋰金屬氧化物組成。

　　科學(xué)家已經(jīng)使用不同形式的碳（例如納米管和復(fù)雜的碳泡沫）來穩(wěn)定在一個(gè)固定的地方的硫。然而，結(jié)果并不令人滿意。這是一個(gè)巨大的困難，硫很容易溶解到電池的電解液中。因此，兩個(gè)電極在僅僅幾個(gè)周期之后就會(huì)惡化。

　　來自倫斯勒理工學(xué)院（RPI）的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)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(chǎn)品木質(zhì)素磺酸鹽。然后，他們將它放入一個(gè)石英管爐內(nèi)，爐內(nèi)將被加熱到約700攝氏度。極端熱量會(huì)除去大部分硫氣，同時(shí)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(zhì)中。

　　科學(xué)家們會(huì)重復(fù)加熱過程，直到適量的硫被嵌入碳基質(zhì)中。碳基質(zhì)防止嵌入的硫溶解到電池的電解液中。然后團(tuán)隊(duì)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(xù)大約200個(gè)周期。研究小組計(jì)劃擴(kuò)大原型，以提高放電率和電池的循環(huán)壽命。這種新電池可以為更大型的數(shù)據(jù)中心提供動(dòng)力，并為微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)提供更低成本的選擇。

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文章標(biāo)簽：鋰硫電池電極材料

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