钜大LARGE | 点击量:717次 | 2021年12月21日
日本科学家开发充电时间短和寿命长的锂硫电池
日本科学家利用氧化钛和氮化钛开发了一种新型锂硫电池,以防止在制造过程中形成多硫化物。这允许蓄电池在2C下500次循环后保持85%的容量。
锂硫(Li-S)电池的一个主要问题是,它们无法充电足够的时间,使其在商业上可行。这是由于在制造过程中形成了多硫化锂,也是其容量迅速恶化的原因。
来自日本冲绳科学技术研究所(OIST)席的科学家声称,通过使用两种新材料——氧化钛(TiO2)和氮化钛(TiN),已经克服了这个问题。
他们说,在锂硫电池的制造过程中,锂总是与硫发生反应,并指出最初这种组合会产生多硫化锂,而多硫化锂很容易溶解成多硫化物,并对设备性能产生负面影响。为了改进电池,多硫化锂应立即开始将最终产品转化为硫化锂(Li2S)或过硫化锂(Li2S2)。
在新的电池配置中,TiO2的使用旨在吸收不需要的多硫化物,而锡加速了吸收过程。科学家通过在碳纳米管框架(CNT)上涂覆10nm的TiN和5nm的TiO2,并采用退火后处理,开发出性能最佳的电池,从而形成具有高催化能力的均匀TiN-TiO2异质结构。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
“相应的锂硫电池显示出增强的电化学性能,具有1289mAhg的高比容量−1比1 在2℃下进行500次循环后,容量保持85% C、日本科学家说。
他们声称,这种性能意味着充电时间更短,充电间隔更长,总体寿命更长。他们介绍了他们的电池以及“基于同轴电缆的长寿命大面积容量锂硫电池”的相关制造工艺CNTs@TiN-TiO2海绵”,最近发表在《自然通讯》杂志上。
马里兰大学和阿贡国家实验室最近也对硫锂电池的多硫化物问题进行了研究。