研究人員利用石墨烯氣凝膠 或有利于推進鋰硫電池的研發
時間:2019-05-09 08:55來源:蓋世汽車 作者:余秋云
點擊:
次
（圖片來源：Yen Strandqvist/瑞典查默斯理工大學）
據外媒報道，為了適應電氣化未來的需求，需要研發新型電池技術，其中一個選擇就是鋰硫電池，與鋰離子電池相比，理論上來說，此種電池能量密度要高5倍。最近，瑞典查默斯理工大學（Chalmers University of Technology）的研究人員在石墨烯海綿（graphene sponge）的幫助下，利用陰極電解液，在此種電池的研發上獲得了突破。
研究人員的想法非常新穎，利用一種由還原氧化石墨烯制成的多孔、類似海綿的氣凝膠，當作電池的獨立電極，從而更好地利用硫、提高利用率。
傳統電池由四部分組成，首先，有兩個覆蓋活性物質的支撐電極，即陽極和陰極；它們之間是電解質，通常是液體，可讓離子來回轉移；第四個部分是分離器，作為物理屏障，可防止兩個電極接觸的同時，允許離子轉移。
此前，研究人員曾嘗試將陰極和電解質結合在一起，成為“陰極電解液”。該概念有助于減輕電池重量，同時使充電速度更快，供電能力更強。現在，由于石墨烯氣凝膠得到了發展，該概念被證明有效可行，而且前景很好。
首先，研究人員在一個標準電池盒內注入薄薄的一層多孔石墨烯氣凝膠。查默斯理工大學物理系兼本研究的首席研究員Carmen Cavallo表示：“氣凝膠是一個長瘦型的圓柱體，將它像切意大利香腸一樣切成薄片，然后將薄片擠壓放入電池。然后再拿一種含硫豐富的溶液，即陰極電解液，加入到該電池中。多孔氣凝膠作為支撐，會像海綿一樣吸收該溶液。”
“石墨烯的多孔結構是關鍵，可吸收大量陰極電解液，得到足夠的硫，進而使陰極電解液概念得以實現。此類半液體陰極電解液非常有必要，可以在硫循環的過程中不損失任何硫，由于硫已經溶解在陰極電解液中，因此不會因溶解而損失”。
為了使陰極電解液發揮其電解質的作用，還在分離器中加入了部分陰極電解液，這也最大限度地提高了電池的硫含量。
目前，大多數商用電池都是鋰離子電池，但是此種電池的發展已接近極限，為了滿足更高的要求，尋找新型化學方法變得更加重要。而鋰硫電池具有多個優點，如能量密度更高。目前，市場上最好的鋰離子電池的工作效率為300瓦時/千克，理論上說，最大可達350/千克。而理論上來說，鋰硫電池的能量密度約為1000至1500瓦時/千克。
查默斯理工大學物理系教授兼此次研究主導人Aleksandar Matic表示：“此外，硫很便宜，儲量豐富，而且更加環保。此外，鋰離子電池中普遍含有對環境有害的氟，而鋰硫電池卻沒有。”
目前為止，鋰硫電池的問題在于不夠穩定，導致循環壽命短。但是在查默斯理工大學的研究人員在測試新電池原型時，發現新電池在350次循環后，仍保持85%的容量。
新設計避免了硫鋰電池降解過程中的兩個主要問題，一個是硫溶解到電解質中而丟失，另一個是硫分子從陰極遷移到陽極的“穿梭效應”。在這個設計中，此類問題的影響都被大大減少了。
但是，研究人員指出，該項技術要完全發揮市場潛力仍還有很長一段路要走。Aleksandar Matic表示：“由于此種電池的生產方式不同于大多數正常電池，因此還需要研發新的生產工藝，以實現該電池的商業化。”
(責任編輯：子蕊)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
猜你喜歡
-
GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命
2021-03-03 08:56 -
LG化學鋰硫電池長效性能再獲驗證
2020-12-07 10:40 -
能量密度提高三倍 印度獲鋰硫電池技術突破
2020-10-04 16:13 -
美國研發新型硫陰極化學物質 可制成更穩定/性能更好的鋰硫電池
2020-07-15 10:44 -
挑戰傳統思路！稀釋電解液也能提高鋰硫電池性能
2020-06-22 11:15 -
更輕更久更便宜的鋰硫電池：大約十年之后才能商業化
2020-06-15 09:06 -
鋰硫電池即將問世
2020-06-12 09:10 -
高性能鋰硫電池新研究：碳納米球可提高充放電循環穩定性
2020-05-25 09:31 -
大突破！鋰硫電池電池迎來革命性進展：容量壽命提升數倍
2020-04-30 23:22 -
中國團隊開發新型鋰硫電池正極材料 優化催化活性和穩定性
2020-04-25 11:00
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命
2021-03-03 08:56 -
LG化學鋰硫電池長效性能再獲驗證
2020-12-07 10:40 -
能量密度提高三倍 印度獲鋰硫電池技術突破
2020-10-04 16:13 -
美國研發新型硫陰極化學物質 可制成更穩定/性能更好的鋰硫電池
2020-07-15 10:44 -
挑戰傳統思路！稀釋電解液也能提高鋰硫電池性能
2020-06-22 11:15 -
更輕更久更便宜的鋰硫電池：大約十年之后才能商業化
2020-06-15 09:06 -
鋰硫電池即將問世
2020-06-12 09:10 -
高性能鋰硫電池新研究：碳納米球可提高充放電循環穩定性
2020-05-25 09:31
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號