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锂硫电池实现稳定的充放电循环特性

时间:2022-04-16 20:03 点击次数:
  本文摘要:日本产业技术综合研究所(全称产综研)2016年6月28日宣告,与筑波大学共同开发出有了一种锂硫电池,通过使用金属有机骨架作为电池隔膜,构建了长年平稳的充放电循环特性。据介绍,在1C的电流密度(恒放逐电1小时后完结静电时的电流值)下展开1500次循环测试之后,这种锂硫电池仍可维持高达900mAh/g的电池容量。 使用硫作为锂电池负极的锂硫电池具备负极容量低(理论值为1675mAh/g)的特点,作为新一代蓄电池倍受期望。

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日本产业技术综合研究所(全称产综研)2016年6月28日宣告,与筑波大学共同开发出有了一种锂硫电池,通过使用金属有机骨架作为电池隔膜,构建了长年平稳的充放电循环特性。据介绍,在1C的电流密度(恒放逐电1小时后完结静电时的电流值)下展开1500次循环测试之后,这种锂硫电池仍可维持高达900mAh/g的电池容量。  使用硫作为锂电池负极的锂硫电池具备负极容量低(理论值为1675mAh/g)的特点,作为新一代蓄电池倍受期望。

但这种电池不存在的问题是,静电反应的中间产物多硫化锂更容易沉淀于电解液,因此,随着充放电循环的展开,沉淀的多硫化物离子不会在负极和负极之间引起水解还原成反应(来回效应),重复再次发生这种反应不会造成电池容量劣化。  此次,研究人员并没采取措施避免多硫化物的沉淀,而是使用以前常常用作气体分子的导电与分离出来的分子筛金属有机骨架来容许多硫化物向负极移动。金属有机骨架具备亚纳米到几纳米、尺寸相同的三维微孔。  隔膜材料搭配了微孔尺寸无法让多硫化离子通过却可以让锂离子通过的金属有机骨架。

并通过将其混进水解石墨烯层,制备了具备柔软性的填充金属有机骨架膜。因为是晶体,因此金属有机骨架具备更容易碎裂的缺点。  研究人员找到,将填充金属有机骨架膜用于锂硫黄电池隔膜时,可以诱导被视作问题的来回效应,从而需要避免充放电容量增加和循环特性减少。在室温下重复展开1500次充放电之后,从静电容量和库仑效率来看,除了为继续执行初始活化而实行的大约100次充放电之外,100~1500次的静电容量完全没劣化,表明出有了较好的循环特性。

  产综研今后的目标是,以实用化为目标,研发性能出众的锂硫电池。此次的研究成果月底6月27日(英国时间)刊出在英国学术期刊《大自然-能源》(NatureEnergy)的网络版。


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