與傳統(tǒng)配件比較,鋰硫電池有著主要的優(yōu)勢:資料價(jià)格更低價(jià)、質(zhì)量更輕。質(zhì)量持平的鋰硫電池,能量卻相當(dāng)于鋰離子電池的兩倍,這一能量密度在便攜電子設(shè)備和范疇十分關(guān)鍵。
進(jìn)步能量密度在交通運(yùn)輸和動(dòng)力制造范疇對下降動(dòng)力貯存本錢、削減溫室氣體排放均十分主要。
但是,經(jīng)過幾回充放循環(huán)以后,鋰硫電池就會(huì)逐步不穩(wěn)定,兩個(gè)電極會(huì)發(fā)作故障,這一疑問使其很難登上能量貯存的“王座”。尤其是鋰離子會(huì)與硫發(fā)作化學(xué)反響,構(gòu)成搬遷和削減電池貯存才能的化合物。
“當(dāng)這發(fā)作時(shí),它們在外表構(gòu)成阻撓,阻撓鋰與陰極觸摸。”美國耶魯大學(xué)化學(xué)教授Victor Batista說。
在3月20日發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》的文章中,Batista和合作者展現(xiàn)了一種復(fù)合薄膜,可以讓鋰硫電池壽數(shù)顯著添加。
研究人員首要模擬了哪種資料和構(gòu)造可以讓鋰硫電池壽數(shù)更長,并計(jì)算了陰極中的分子怎么與不相同資料發(fā)作反響。該團(tuán)隊(duì)隨后運(yùn)用石墨烯(單原子密度的碳構(gòu)造)和一種有機(jī)聚合物(具有像樹枝相同的構(gòu)造)制成了薄膜。結(jié)果表明,該薄膜平均厚度為90納米。
該薄膜可讓鋰硫混合物處于一個(gè)當(dāng)?shù)?,并安排它們流向電解質(zhì),使電池功能下降。經(jīng)過這一機(jī)制,科學(xué)家表明它們可以在不讓鋰—硫電池功能打折扣的情況下,延伸其循環(huán)運(yùn)用的壽數(shù)。“最妙的當(dāng)?shù)厥怯眠@些資料,咱們可以用極少量的薄膜制造出具有穩(wěn)定性的電池。”Batista說。
該論文一起作者、耶魯大學(xué)動(dòng)力科學(xué)研究所博士后Jianbing Jiang著重,這種混合薄膜電池配件是由商業(yè)上可獲得的根本資料做成的,這使其價(jià)格低價(jià),易于大規(guī)模運(yùn)用。