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OIST研究人员开发新混合材料 可提高锂硫电池性能

盖世汽车网    2021-08-11 16:33

盖世汽车讯 为满足全球不断增长的能源需求,并实现可持续发展,可充电电池变得非常必要,但并非所有的可充电电池都是如此。据外媒报道,冲绳科学技术大学院大学(Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University,OIST)能源材料和表面科学部门(Energy Materials and Surface Sciences Unit)的研究人员致力于优化可充电电池中的锂硫电池。目前该研究以发表于期刊《Nature Communications》。

OIST研究人员开发新混合材料 可提高锂硫电池性能

(图片来源:Nature Communications)

该研究第一作者Hui Zhang表示:“与目前市场的锂离子电池相比,锂硫电池可以储存的能量更多,具体来看,就是使用锂离子电池的电动汽车一次充电可以行驶300公里,而锂硫电池可实现续航里程达500公里。”

但锂硫电池实现商业化的主要挑战是其中间产物非常容易溶解。在电池的构建过程中,硫与锂会发生反应生成产物。该过程共分为两个阶段,其中第一阶段中的生产产物为多硫化锂,该产物很容易溶解为多硫化物,从而损害电池性能,进而缩短电池寿命。为优化电池,多硫化锂需要尽快转化为最终产品,Li2S2或Li2S。为此,研究人员使用了两种不同的材料,分别是TiO2,以吸收不需要的多硫化物,以及TiN,以加速吸收过程。

该研究的第二作者Luis Ono博士表示:“使用这两种材料,我们开发出一种低成本且易于应用的混合材料,可以很好地改善电池性能。”

这些材料非常敏感。为最大限度地提高电池的效率,研究人员在纳米尺度上进行了研究,并发现通过采用10nm的TiN和5nm的TiO2,可以更快更多地吸收多硫化物,从而大大提高电池性能,进而使所需充电时间更短、充电间隔更长且整体寿命更长。为了更加确定,研究人员将电池运行了200次循环,发现其效率几乎相同。

该研究的资深作者、OIST能源材料与表面科学部负责人Yabing Qi教授称:“我们将继续进一步优化材料以提高性能。目前已有很多人在研究锂硫电池。这是一项非常有前景和令人兴奋的技术。”

【以上内容转自“盖世汽车”,不代表本网站观点。 如需转载请取得盖世汽车网许可,如有侵权请联系删除。】

 

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责任编辑: 3976DBC

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