近日,韓國研究人員在先進能源材料(Advanced Energy Materials)期刊發表了一項最新成果,即利用有序介孔二氧化硅薄片(platelet ordered mesoporous silica,pOMS)替代碳基材料作為硫載體,可有效提高電池容量和穩定性。
簡單說,正極硫負極鋰就是鋰硫電池。在鋰硫電池中,活性物質(硫)的絕緣性、充放電過程中中間產物(多硫化物)的溶解性及其體積變化三大難題極大的限制了鋰硫電池的商業化應用。為解決以上問題,在電池正極加入導電載體是一個常用又非常有效的方法。其中最常用的導電載體當屬碳材料(炭黑、碳納米管、石墨烯等等)。但與此同時,碳材料屬于非極性材料,而多硫化物屬于極性材料,極性材料對非極性材料的錨定其本身更傾向于分子間作用力,這種作用力很微弱,不足以抑制多硫化物的溶解,因此,材料的循環性能差的問題又凸顯出來。
韓國大邱慶北科學技術院的研究人員對此提出了新構思,即選擇廉價的二氧化硅材料,雖然它不導電,但它極性強,可以有效捕捉同樣極性強的多硫化物。具體是將碳基導電劑引入這種新型介孔二氧化硅結構pOMS,充放電過程中生成的多硫化物由于二氧化硅的強極性而始終聚集在陰極。在2000次充放電循環對比實驗中,傳統碳載體很快就出現的容量下降,而這種二氧化硅載體的硫損耗大大降低,穩定性提升顯著。
OXIS租賃了梅賽德斯-奔馳閑置的巴西工廠用于項目
就在今年5月,英國OXIS能源公司宣布將在巴西與當地企業合作建立世界上第一座鋰硫電池工廠,計劃通過投資5000萬美元在2023年開始生產。且不論其他,單就這種第一個吃螃蟹的行為,也確實極大鼓舞了鋰硫電池的士氣。再加上此次令人驚艷的研究成果,不導電的二氧化硅超過了導電的碳,這又是一劑鋰硫電池行業的強心針。
粉體圈 編譯 YUXI
作者:粉體圈
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