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新型混合阴极提高了锂硫电池的能量密度

逍遥摘要:据外媒NewAtlas报道,锂硫电池具有更好的能量密度和更轻的重量,因此其作为锂离子电池的潜在继承者具有很大的前景。但是新兴技术有其自身需要克服的问题。现在,工程师已经开发出一种用于锂硫电池的新型混合阴极,它似乎比现有的锂离子和锂硫电池都具有更好的能量密度。

新型混合阴极提高了锂硫电池的能量密度

通常,锂硫电池的阴极由硫碳基质构成,并且这些硫以两种方式之一构建。不幸的是,需要做出权衡 - 它们可以选择在重量方面具有高能量密度,或者在体积方面具有高能量密度,但不是两者都有。从最基本的意义上讲,这意味着您的电池既小又重,或轻而大。

这是新研究所针对的问题,来自麻省理工学院、三星高等技术学院、同济大学、中国科学院和松山湖材料实验室的研究人员参与了这项研究。

新型混合阴极提高了锂硫电池的能量密度

研究人员建造了他们的新型混合硫阴极,试图获得两全其美的效果。固体阴极由压缩在一起的纯硫和Chevrel相硫化钼颗粒的组合制成。因为最终结果是高导电性,所以它不需要那么多的碳 - 与其他硫阴极所需的20%或30%相比,它只需要大约10%。

该团队使用新的阴极,制造了一个容量为1000-mAh的三层软包电池,并表示其已经在某些方面优于现有的电池技术。通常,商用锂离子电池的能量密度最高为265瓦时/公斤和700瓦时/升。与此同时,目前锂硫电池能量密度最高可达到400瓦时/公斤和400瓦时/升。

新型混合阴极提高了锂硫电池的能量密度

新型锂硫电池的能量密度目前可达到360瓦时/公斤和581瓦时/升,这意味着它具有比锂离子更好的重量能量密度,以及比其他锂硫装置更好的体积能量密度。该团队相信之后新型锂硫电池的能量密度将可以达到400瓦时/公斤和700瓦时/升。

新型混合阴极提高了锂硫电池的能量密度

但新的锂硫阴极有一个主要缺点:寿命。对于这些电池来说,这是一个相当普遍的问题,研究人员说他们正在努力改进整体电池设计以克服这个问题。其他团队正在通过改进锂阳极来解决它。

该研究发表在《自然-能源》(Nature Energy)杂志上。

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