储电量达到锂电池5倍的一种新型电池

材料测试2022-06-21 15:46:05

据外媒报道,剑桥大学科学家在近期发布至《Advanced Functional Materials》期刊的一篇论文中描述了锂硫电池的设计。这种电池的灵感来自于人类肠道黏膜,储能可达到传统锂离子电池的5倍。






在传统锂电池中,带电的锂离子在阳极、电解液和阴极之间运动。电极的晶体结构通常将决定,电池的储能能力有多少。锂离子电池采用的碳电极只能承载6个锂离子,从而限制了储能能力。

锂和硫的反应则有所不同。通过所谓的“多电子传输结构”,从理论上来说,硫的储能能力要远高于锂离子。然而,随着电池放电,锂和硫发生反应,硫会形成多硫化物并进入电解液,导致电池中活性材料的损失。


剑桥大学研究人员的新设计在碳电极的外表上生长了一层氧化锌纳米线。最终结构与人类肠道绒毛类似,可以捕捉多硫化物。这将确保材料的电化学性质,实现重复利用。

不过这种电池也有自身的局限性,例如充电次数达不到锂电池的水平。不过,锂硫电池具备较高的能量密度,每次充电可以使用更长时间。


目前,这一设计仍处于概念验证阶段。如果可以商用,那么将带来新一代的大容量电池。

剑桥大学材料科学和冶金系教授、论文的联合作者保罗·考克森(Paul Coxon)博士表示:“我们都会连接至自己的电子设备。最终,我们试图让这些设备更好地工作,让我们的生活变得更美好。”


原文:Advanced Lithium–Sulfur Batteries Enabled by a Bio-Inspired Polysulfide Adsorptive Brush

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201604069/full


来源:学术帮 (本文系转载,如涉及版权等问题,请联系我们以便处理)

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