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新加坡研究人员开发简化锂硫电池生产的方法

  • 2019-10-13 17:28:04

来自新加坡纳米生物实验室(NBL)的研究人员说,他们已经找到了一种开发锂硫阴极的方法,该方法比目前的方法更简单,更省时。这可以为该组件成为锂离子电池以及用于电子车辆和设备的可行替代方法铺平道路。

科学家补充说,新的“简化技术”提供了一种实用的方法,可以扩大新材料的生产规模,从而提高电池性能。NBL研究人员在一份声明中说,这是朝着锂硫电池商业化迈出的“有希望的一步”,锂硫电池已经被广泛地替代锂离子电池。NBL是一家致力于利用纳米技术创造新材料的实验室孵化器,其停放在政府机构科学,技术与研究局(A * STAR)的领导下。

从理论上讲,锂硫电池的能量存储量是锂离子电池的10倍,而锂离子电池在当今已广泛用于通信设备中,但由于其固有的电化学不稳定性,其存储容量和安全性问题有限。另外,硫具有较高的理论能量密度,并且成本低且含量丰富。

然而,迄今为止,锂硫在电池的反复充电和放电中一直无法维持其较高的存储容量。

为了解决这个问题,NBL说,它开发了一种分两步的方法来制备阴极,方法是先添加碳主体,然后再添加硫源。研究人员说,这使研究团队能够获得3D互连的多孔纳米材料,并且还可以防止电池充电时碳支架塌陷,这在使用当前方法开发的阴极中很常见。

在最初的充电和放电周期中的坍塌导致结构变化,从而导致阴极高度致密,致密,并具有较低的表面积和较小的孔。新加坡实验室表示,这产生的电池性能低于NBL的碳支架。

NBL说,使用该技术,其阴极比常规制备的硫阴极提供了48%的比容量提高,而容量衰减则减少了26%。当添加更多的硫时,它的阴极达到了每平方厘米4mAh的高实用面积容量。

NBL表示,其锂硫阴极显示的容量高达1,220mAh / g,这意味着1克这种材料可以存储1,220mAh的电荷。相比之下,典型的锂离子阴极的能量容量为140mAh / g。该实验室的阴极还能在200个充电周期内保持其容量,而性能损失最小。

该研究小组的负责人杰基·Y·颖说:“我们的方法具有工业可扩展性,我们预计它将对实用锂硫电池的未来设计产生重大影响。”

除了阴极外,NBL科学家还正在通过纳米材料工程来设计和优化阳极,隔膜和电解质。其目的是开发一个完整的锂硫电池单元系统,与之相比,该系统具有更高的储能能力。常规锂离子电池。

NBL指出:“这种新的电池系统可以比现有电池使用更长的时间,并且对于电子设备,电动汽车和电网储能将引起极大的兴趣。”

该研究小组的其他成员是JL Cheong和AA AbdelHamid。

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