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美國阿貢國家實驗室開發新型電解質材料提高鋰硫電池性能

作者:劉伯洵 來源:中國儲能網 發布時間:2019-11-13 瀏覽:
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中國儲能網訊:據外媒報道,美國阿貢國家實驗室的科學家開發和研究了一種電解質材料,據稱可以顯著提高鋰硫電池的性能。這個研究小組制定了一個選擇規則,可以幫助研究人員為不同的電池系統選擇最合適的電解質材料。

鋰硫電池是許多儲能電池中的一種,通常被認為比如今的鋰離子電池具有更高的儲能容量,同時可以采用更便宜、更豐富的電解質材料。

但是,據阿貢國家實驗室稱,鋰硫電池的性能受到一個稱為“多硫化物穿梭”的不良效應的損害,該反應在充電過程中會將沒有完全氧化的鋰硫化合物溶解到電解液中,然后鋰硫化合物在陽極上還原,在陰極上氧化,將會浪費電能。

阿貢國家實驗室研究小組的一名化學家Chi Cheung Su說,“多硫化物穿梭效應除了加熱電池之外,并沒有什么效果,這就像從紐約飛往洛杉磯的航班只能在芝加哥和丹佛之間來回奔波一樣。”

發生這種反應是因為多硫化物易于溶解在含有二氧戊環和二甲氧基乙烷的普通電解質中,但是由于存在氫氟醚(HFE)這種新的電解質,其中多硫化物不易溶解。

Cheung Su說:“我們需要同時解決低溶解度和高電導率這兩個問題,在這兩個問題解決之后,可以使這種電池實現商業應用。”

開發沒有捷徑

這個研究小組繼續評估各種氫氟醚(HFE)材料和包含它們的電解質的性能,建立有機結構與材料的電化學性能之間的關系,并開發出通用規則來預測不同氫氟醚(HFE)分子的溶解行為和電導率。該規則在化學期刊《Angewandte Chemie》上發表的一篇論文中進行了闡述。

研究小組表示,發現多硫化物的穿梭效應將提供寶貴的見解,并將指導未來的研究人員尋找最合適的氫氟醚(HFE)材料作為特定電池系統中的電解質助溶劑。

該小組發現,在研究不同電解質的性能時,在消除多硫化物穿梭方面表現最佳的電解質化學在電導率方面也最弱。Cheung Su說,“這表明鋰硫電池的開發并沒有捷徑,我們仍然需要繼續尋求各種方法來改善鋰硫電池的性能。”

關鍵字:鋰硫電池

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