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目前,锂硫电池的使用越来越广泛了,但是有时候它的循环稳定性却不尽如人意,科学家们通过对其电解液的成分开展研究后终于找到了这个问题的答案。
当你最需要你的手机的时候,你担心它不给力吗?当你驾驶电动汽车时,出现汽车没电的尴尬时,你怎么办?对于这些问题,轻便的锂硫电池就可以回答你!它的储能容量是超市货架上电池的2倍以上,但经常出现没电,使用寿命不长的情况。储能研究联合中心(JCESR)和西北太平洋国家实验室的科学家们发现了这个问题背后的原因之一。
他们发现,在电池内的电解液中使用的盐类使很大的区别。当一种被称为 LiTFSI(二(三氟甲基磺酰亚胺)锂)的盐被制成电池的电解液时,测试电池可以保持最大的充放电量运行超过200次。在锂硫电池当中,LiTFSI 会在电极上约束锂、硫原子,但很快释放他们。与此相反的是,一种类似的电解液对锂、硫原子的约束力更强,根本不释放。其结果是电池性能迅速下降; 使用电池在运行几十次之后,就没有能量了。
电动汽车的担忧之一就是长时间在高速公路上驾驶的时候,司机不想被困在充电站之间。这种担心使得消费者决定购买低排量汽车。这项研究的结果将另一个重要的因素添加到了高能锂硫电池的设计指导当中。
为了确定电解液对锂硫电池的影响,研究团队利用LiTFSI 和LiFSI做相关实验,LiTFSI 和LiFSI是非常相似的两种电解液,仅仅是LiFSI比LiTFSI含有更少的碳和氟。他们利用环境分子实验室里的设备不断地测试电池充放电的能量,最后对电极做了调查分析。
他们发现用LiTFSI做电解液的锂硫电池当中,锂原子被硫原子束缚,在电极表面形成硫化锂(LiSx)。而用LiFSI做电解液时, 则形成硫酸锂(LiSOx)。通过计算两种锂的化合物的结合紧密度,他们发现锂硫化物容易破裂释放锂。然而,硫酸锂是很难分开的,因此硫酸锂当中的氧元素是罪魁祸首。
"通过将宏观的成分分析与模拟相结合,我们可以看到哪些键容易破碎,如果化学键发生断裂,会发生什么。" 正在国家实验室领导这项研究的Ji-Guang (Jason) Zhang博士说到,"这个过程让我们识别电解质的行为,引导我们设计更好的电解质,提高锂硫电池的循环寿命。”
对于研究者来说,下一步就是研究电解质添加剂,在锂的阳极表面形成保护层,免受电解液的腐蚀作用。(杨洪期供稿)
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碳中和目标下,储能万亿市场正在大幕拉开,于技术创新上亦在持续推进。自有关部门出于安全性能考虑,限制三元电池在储能领域的应用后,磷酸铁锂成为电池储能的主力军。然而,磷酸铁锂能量密度天花板低、低温性能差、材料成本较高的痛点仍未解决。一方面,大储项目往往布局在极端气候地区,要求在高低温
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与锂离子电池相比,锂硫电池具有更高的储能潜力,但是这种电池的寿命较短。据外媒报道,瑞典乌普萨拉大学(UppsalaUniversity)的研究人员确定了其中的主要性能瓶颈。锂硫电池被视为未来电池的首选产品。比起锂离子电池,其使用的材料成本更低、更环保,而且具有更高的储能能力,可以在低得多的温度下
9月13日消息,LG化学日前宣布,装载该公司新一代电池的无人机,在韩国首次成功完成高空飞行试验。由韩国航空航天研究所开发的高空长航太阳能无人机(EAV-3),装载了LG化学的锂硫电池,成功进行了平流层飞行试验。平流层为介于对流层(地表至12km)与中间层(50至80km)之间的大气层,高度为12至50km。
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据“乐陵经济开发区”消息,目前,金启航乐陵基地固态隔膜车间进度:隔膜涂覆线生产工艺优化方案已确定,图纸设计完成,各项施工改造工作正在有序推进,力争4月底完成改造任务;电芯车间根据佛山基地试验研究情况实时优化设计方案。山东金启航新能源科技有限公司位于山东乐陵经济开发区,注册资本10000
4月19日晚间,振华新材发布2023年年度报告。年报透露,截至目前,公司已实现部分质高价优新产品的评估导入。在固态/半固态电池方面,公司正在配合客户开发相应的正极材料及氧化物、多硫化物等固态电解质。在钠离子电池正极材料方面,公司通过大单晶技术体系生产的单晶钠离子电池正极材料,材料结构完整
北极星储能网获悉,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队解决了硫化物全固态电池叠层工艺的行业痛点及瓶颈问题,打通了硫化物全固态电池的大型车载电池制作工艺的最后一道难关,在硫化物软包电池叠片技术上取得关键性突破。制备的多层叠片软包电池循环300次容量几乎不衰减,性能还在继续测试中
韩国仁川国立大学与哈佛大学联合研究团队成功开发出一种耐疲劳的电解质膜。研究团队创造了一种由Nafion和全氟聚醚(PFPE)组成的互穿网络电解质膜。Nafion是一种常用的具有质子导电性的塑料电解质,PFPE则形成了一种耐用的橡胶聚合物网络,这种橡胶的加入虽然略微降低了电化学性能,但显著提高了耐疲劳
美国国橡树岭国家实验室(ORNL)的科研人员开发出一种新型锂基固态电解质材料Li9N2Cl3。该材料表现出优异的锂相容性和大气稳定性,可用于制造高面积容量、持久的全固态锂金属电池。Li9N2Cl3具有无序的晶格结构和空位,有效促进了锂离子传输,且由于其固有的锂金属稳定性,可以在10mA/cm2的电流密度和10
全固态锂电池可以克服目前商业化锂离子电池在安全性上的严重缺陷,同时进一步提升能量密度,对新能源车和储能产业是一项颠覆性技术。但是,由于全固态锂电池的核心材料—固态电解质—难以兼顾性能和成本,目前该技术的产业化仍面临巨大阻碍。6月27日,中国科学技术大学的马骋教授报道了一种新型固态电
近日,贵州磷化新能源公司开阳1万吨/年六氟磷酸锂项目试车工作取得圆满成功。此次试车成功,标志着项目具备了成熟的六氟磷酸锂生产条件和技术,标志着贵州磷化新能源公司掌握生产六氟磷酸锂的能力,不仅建成了贵州省内第一条六氟磷酸锂的生产线,实现了六氟磷酸锂从无到有的突破,也意味着磷化新能源公
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据瑞逍科技消息,9月14日下午,瑞逍科技硫化物全固态电解质生产基地项目签约落户浙江衢州市龙游经开区。该项目总投资13亿元,进行硫化物系全固态电解质材料规模化生产,同时在生产设备、工艺流程方面形成标准。根据项目规划,预计2025年建成并达到百吨级全固态电解质生产能力,2028年实现年产6000吨全
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