美國研制出全固態(tài)鋰硫電池


據(jù)物理學家組織網(wǎng)6月6日報道,美國能源部部屬的橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的科學家規(guī)劃出了一種全新的全固態(tài)鋰電池,其能量密度約為目前電子設(shè)備中廣泛運用的鋰離子電池的4倍,且本錢更低價。相關(guān)研討宣布在本周出書的國際頂尖化學期刊《德國使用化學國際版》上。
該研討的領(lǐng)導(dǎo)者梁誠督(音譯)表明:“新電池中用到的電解質(zhì)也是固體,這種規(guī)劃思路徹底推翻了已連續(xù)150年到200年的兩個電極加一堆電解液的固有電池概念,也處理了其他化學家一向憂慮的易燃問題?!?span>
幾十年來,科學家們一向很看好鋰硫電池,其比鋰離子電池效率高且本錢低。但壽命短是其最大缺點,因而一向未被商用。別的,電池內(nèi)運用液體電解質(zhì)也成為科學家們的桎梏。一方面,液體電解質(zhì)會通過溶解多硫化物然后幫助鋰離子在電池中傳導(dǎo)。但晦氣的是,這一溶解過程會使電池過早地被損壞。
現(xiàn)在,該ORNL研討團隊的新規(guī)劃方法清除了這些妨礙。首先,他們組成出了一種富含硫的新物質(zhì)并將其作為電池的陰極,其能傳導(dǎo)鋰離子和傳統(tǒng)電池陰極中運用的硫金屬鋰化物,隨后,再將其同由鋰制成的陽極以及固體電解質(zhì)(也由ORNL的研討人員研制而成)結(jié)合在一起,制作出了這種能量密度大的全固態(tài)電池。
梁誠督表明:“電解質(zhì)由液體變成固體這一改變消除了硫溶解的問題,并且,由于液體電解質(zhì)容易同鋰金屬發(fā)作反應(yīng),所以,新電池運用固體電解質(zhì)后安全性也更高。別的,新鋰硫電池中運用的硫是處理石油后剩下的副產(chǎn)品,來歷豐厚且本錢低價,也能存儲更多能量,這就使新電池具有本錢低價、能量密度大等優(yōu)點?!?span>
測驗結(jié)果表明,新電池在60攝氏度的溫度下,通過300次充放電循環(huán)后,電容能夠維持在1200毫安小時/克,而傳統(tǒng)鋰離子電池的均勻電容為140至170毫安小時/克。梁誠督表明,因為鋰硫電池帶著的電壓為鋰離子電池的一半,均勻電容為其8倍,所以,新電池的能量密度約為傳統(tǒng)鋰離子電池的4倍。
盡管新電池依然處于演示階段,但研討人員期望盡快將這項研討由實驗室面向商業(yè)使用,他們正在為此技術(shù)申請專利。