新一代鋰離子電池：全固態(tài)薄膜鋰電池
2015年04月01日 9:7 3150次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)航空?qǐng)?bào) 分類(lèi)： 鋰
美國(guó)能源部下屬的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)的科學(xué)家設(shè)計(jì)出了一種全新的全固態(tài)鋰硫電池，其能量密度約為目前電子設(shè)備中廣泛使用的鋰離子電池的4倍，且成本更低廉。
幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直很看好鋰硫電池，其比鋰離子電池效率高且成本低，但壽命短是其最大弱點(diǎn)，因此一直未被商用。另外，電池內(nèi)使用液體電解質(zhì)也成為科學(xué)家們的桎梏。
現(xiàn)在，ORNL研究團(tuán)隊(duì)的新設(shè)計(jì)清除了這些障礙。首先，他們合成了一種富含硫的新物質(zhì)并將其作為電池的陰極，其能傳導(dǎo)鋰離子和傳統(tǒng)電池陰極中使用的硫金屬鋰化物。隨后，再將其同由鋰制成的陽(yáng)極以及固體電解質(zhì)(也由ORNL的研究人員研發(fā)而成)結(jié)合在一起，制造出了這種能量密度大的全固態(tài)電池。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)者梁誠(chéng)督表示：“電解質(zhì)由液體變成固體這一轉(zhuǎn)變消除了硫溶解的問(wèn)題，而且，由于液體電解質(zhì)容易同鋰金屬發(fā)生反應(yīng)，所以新電池使用固體電解質(zhì)后安全性也更高。另外，新鋰硫電池中使用的硫是處理石油后剩下的副產(chǎn)品，來(lái)源豐富且成本低廉，也能存儲(chǔ)更多能量，這就使新電池具有成本低廉、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)。”
測(cè)試結(jié)果表明，新電池在60攝氏度的溫度下，經(jīng)過(guò)300次充放電循環(huán)后，電容可以維持在1200毫安小時(shí)/克，而傳統(tǒng)鋰離子電池的平均電容為140至170毫安小時(shí)/克。梁誠(chéng)督表示，因?yàn)殇嚵螂姵財(cái)y帶的電壓為鋰離子電池的一半，平均電容為其8倍，所以，新電池的能量密度約為傳統(tǒng)鋰離子電池的4倍。
盡管新電池仍然處于演示階段，但研究人員希望盡快將這項(xiàng)研究由實(shí)驗(yàn)室推向商業(yè)應(yīng)用，正在為此技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利。
責(zé)任編輯：李峒峒
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