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美国特拉华大学联合中国研究团队在锂硫电池领域取得新进展

2017-03-07 347浏览 标签:

2017年3月6日,美国特拉华大学与中国西北工业大学等高校的联合研究团队通过将BaTiO3纳米颗粒加入到锂硫电池(Li-S)正极材料中,利用自发极化的BaTiO3纳米颗粒所产生的内部电场锁定了多硫化物,显著提高了锂硫电池的循环稳定性。

可充电锂离子电池为目前大多数现代便携式电子产品提供动力,包括手机、平板电脑、笔记本电脑、健身追踪器和智能手表等。然而,这些电池的能量密度(即在给定量的物理空间或质量内存储的能量的数量)仍需要改进,以便在智能电网和电气运输应用中广泛使用。

相比之下,锂-硫电池的能量密度是锂离子电池能量密度的五倍。更高的能量密度加上更低的成本表明了这种替代技术在高能量存储应用领域具有非常大的应用前景。

但是锂硫电池的使用受到了诸多问题的限制,比如快速的容量衰减问题,这意味着这些电池在额定电压下,可提供的电荷量随着使用而逐渐降低。

美国特拉华大学机械工程系教授Bingqing Wei解释说:“这个问题是由于一种被称作多硫化物的物质发生穿梭效应造成的,其中多硫化物的自发形成抑制了整体的性能。”

现在,Bingqing Wei教授及其同事已经开发了一种新的多硫化物捕集工艺,大大提高了Li-S电池的循环稳定性。

该工作发表在《Advanced Materials》中,其他作者包括中国的西北工业大学、深圳大学和香港理工大学的研究人员。

Bingqing Wei教授解释说:“将铁电纳米颗粒添加到电池正极中锁定多硫化物,防止其溶解并导致正极活性材料的损失。虽然多硫化物捕集的机理目前尚不明确,但是我们开发的这种方法对高性能锂硫电池的应用潜力感到乐观,因为其不仅解决了多硫化物穿梭效应的问题,还可以无缝耦合到当前的工业电池制造工艺中。”

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