新式阴极制备法让储能超10倍的锂硫电池替代锂离子电池

科学家研制新式阴极制备法 让储能超10倍的锂硫电池代替锂离子电池来历：盖世轿车作者：余秋云栏目：科技新闻

据外媒报导，新加坡科技研讨局（A*STAR）纳米生物实验室（NBL）的科学家研制出一种新颖的办法来制备下一代锂硫电池阴极，并且该办法简化了锂硫电池阴极耗时且杂乱的出产的悉数进程。该研讨标明锂硫电池商业化有了期望，并且处理了行业界的一个应战，即需求一种有用办法以大规模出产可以提高电池功能的资料。

虽然人们普遍认为锂离子电池是一种先进的技能，可以轻松又有效地为现代通讯设备供给动力，可是因为其内涵电化学特点不稳定，存在存储容量有限以及安全性缺乏等缺陷。不过，NBL研讨团队研制了一种新式简化技能，可以从廉价的商用资猜中研制出锂硫电池阴极，然后改变现状。在理论上，硫的能量密度高、成本低且储量丰厚，有助于锂硫电池体系得到遍及，然后代替锂离子电池。

理论上说，锂硫电池可存储比锂离子电池多10倍的能量，可是目前为止，此种电池无法重复充放电。NBL研制的锂硫电池阴极却显现了杰出的比容量，高达1220 mAh/g，意味着每1g的阴极资料就可存储1220 mAh的电荷。比较之下，典型锂离子电池阴极的比容量为140 mAh/g。此外，NBL的锂硫电池阴极在200次以上的充电循环后，仍坚持很高的容量，功能的丢失降至最小。能到达此种功能的关键在于NBL采用了共同的阴极制备两步法。

研讨人员在增加硫之前，先构建了碳支架，得到一种3D互联多孔纳米资料。与传统制备阴极的办法不同，该办法可以在电池充电时，避免碳支架崩塌。在电池充放电初期，传统法制备的阴极碳支架会崩塌，然后导致整个电池结构的改变。终究，传统阴极的密度变得更高、表面积更小、孔隙也更小，然后导致电池的功能低于NBL的电池。事实上， NBL阴极的比容量比传统法制备而成的硫阴极高出48%，容量消褪率降低了26%。假如该阴极中增加了更多的硫，NBL阴极的有用表面积容量高达4 mAh / 平方厘米。

NBL的研讨人员不仅在规划和优化阴极，还在使用纳米资料工艺对阳极、电池隔阂和电解质进行规划和优化。研讨人员的方针是研制出一套完好的锂硫电池体系，与传统锂离子电池比较，该体系将具有更强的储能才能，并且比现有的电池寿数更长，可以给电子设备、电动轿车和电网储能等带来很大的好处。（文中图片均来自新加坡科技研讨局）