深圳储能锂硫电池要害妨碍被打破！容量三倍于一般锂电池

近期，美国德雷塞尔大学（Drexel University）的工程师们现已取得了一项突破性发展，他们说，通过运用一种硫的稀有化学相来避免破坏性化学反响，这使锂硫电池更接近于商业用途。这项研讨成果已于近期宣布在了《通讯化学》杂志上。

锂硫电池在动力存储方面远景宽广，这不只是是由于硫储量丰厚，而且与当今电池中运用的钴、锰和镍比较，硫的来历不成问题。一同，锂硫电池或许还会带来一些明显的功能提高，其存储能量的潜力是现在锂离子电池的几倍。但有一个问题一向困扰着科学家，那就是多硫化物的构成。

当电池作业时，这些物质进入电解液中并引发化学反响，危害电池的容量和寿数。科学家们现已成功地用一种不与多硫化物发生反响的醚电解质替代了碳酸盐电解质。但这也带来了其他问题，由于乙醚电解质自身极易蒸发，而且含有低沸点的成分，这意味着假如加热到室温以上，电池或许很快就会失效或熔化。

因而，德雷塞尔大学的化学工程师一向在研讨另一种解决方案，他们从规划一种新的阴极开端，这种阴极能够与现已在商业运用中的碳酸盐电解质一同作业。这种阴极是由碳纳米纤维制成的，现已被证明能够减缓多硫化物在醚电解质中的移动。可是让它与碳酸盐电解质一同作业需要一些试验。

首席研讨员Vibha Kalra标明，“关于商业制造商来说，现在运用的碳酸盐电解液能够作为阴极，这是阻力最小的途径。因而，咱们的方针不是推进职业选用一种新的电解液，而是制造一种能够在现有锂离子电解液体系中作业的阴极。”

科学家们企图运用一种称为蒸汽处理的技能将硫约束在碳纳米纤维网中，以避免危险的化学反响。尽管这并没有到达预期的作用，但以一种意想不到的方法结晶了硫，并将其变成了一种叫做单斜伽马相硫的东西，这是一种元素稍微改动的方式。

据悉，这种硫的化学相只能在试验室的高温下发生或在自然界的油井中观察到。研讨人员则意外发现，它不与碳酸盐电解质反响，然后消除了构成多硫化物的危险。

“起先，很难信任这是咱们所检测到的，由于在之前的一切研讨中，单斜晶硫在95°C（203°F）下一向不安稳，”该研讨的合著者Rahul Pai说，“在上个世纪，只要少量研讨发生了单斜伽马硫，而且最多只能安稳20-30分钟。但咱们在阴极中发明了它，该阴极阅历了数千次充放电循环而功能没有下降。一年后，咱们对它的查看标明化学相坚持不变。”

通过一年的测验和4000次充放电循环，阴极坚持安稳，科学家说，这相当于10年的惯例运用。该团队用这种负极制造的电池原型，能够供给规范锂离子电池三倍的容量，为更环保的电池铺平了路途，使电动汽车在每次充电后能行进更远。

Kalra说，“尽管咱们仍在尽力了解这种在室温下坚持安稳的单斜晶硫生成背面的切当机制，但这仍然是一个令人兴奋的发现，它能够为开发更可继续和更经济的电池技能翻开许多扇门。”