阿贡国家实验室对锂离子电池进行升级

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美国能源部 (DOE) 的科学家阿贡国家实验室< a i=4> 正在探索电池制造中的新材料，以寻找锂离子电池的解决方案。 例如，硫是一种储量丰富、价格低廉的物质，并且能够比标准离子电池存储更多的能量。

在一项新的研究中，研究人员通过在电池内创建一个层来推进硫基电池的研究，该层增加了能量存储容量，同时几乎消除了硫电池导致腐蚀的传统问题。

新的电池设计将含硫正极（阴极）与锂金属负极（阳极）配对。这些成分之间 电子邮件数据 是电解质，这种物质允许离子在电池的两端之间通过。

早期的锂硫（Li-S）电池性能不佳，因为硫物质（多硫化物）溶解到电解质中，导致腐蚀。这种多硫化物穿梭效应会对电池寿命产生负面影响，并减少电池的充电次数。


为了防止这种多硫化物穿梭，之前的研究人员尝试在阴极和阳极之间放置氧化还原惰性中间层。这种保护性夹层又重又致密，降低了电池单位重量的储能容量。它也没有充分减少往返。事实证明，这是锂硫电池商业化的主要障碍。




为了解决这个问题，研究人员开发并测试了多孔含硫夹层。实验室测试显示，具有这种活性夹层的锂硫电池的初始容量大约是非活性夹层的三倍。具有活性中间层的电池在 700 次充放电循环中仍保持高容量。

数据证实，氧化还原活性中间层可以减少穿梭，减少电池内的有害反应，并增加电池的容量以容纳更多电荷并持续更多循环。