隨著全球電動(dòng)汽車銷量迅速增長(zhǎng),鋰、鎳、錳、鈷等電池材料的價(jià)格飆升,供應(yīng)鏈因新冠疫情大流行而成為瓶頸,而且還有從地球上開采這些材料對(duì)人類和環(huán)境的影響問題。美國德雷塞爾大學(xué)(Drexel University)的研究人員最近在《通信化學(xué)》雜志上發(fā)表研究成果,將硫引入鋰離子電池,由此制造出不僅性能優(yōu)于目前電動(dòng)汽車使用的電池,而且由現(xiàn)成材料制成的電池。
早在電動(dòng)汽車激增和電池材料短缺之前,開發(fā)商業(yè)上可行的硫電池一直是電池行業(yè)可持續(xù)的、高性能的希望。這是因?yàn)榱虻奶烊回S度和化學(xué)結(jié)構(gòu)可以儲(chǔ)存更多的能量。德雷塞爾工程學(xué)院的研發(fā)一種罕見的硫,這種硫在碳酸鹽電解液中起作用,碳酸鹽電解液是用于商用鋰離子電池的能量傳輸液體。這一進(jìn)展不僅將使硫電池在商業(yè)上可行,而且它們的容量將是鋰離子電池的三倍,充電次數(shù)將超過4000次——相當(dāng)于使用10年,這也是一項(xiàng)重大的進(jìn)展。
德雷塞爾大學(xué)研究人員報(bào)告了一種在陰極中穩(wěn)定一種罕見形式的硫的方法,使其在鋰離子電池中使用的碳酸鹽電解質(zhì)中發(fā)揮作用。在電池中加入硫可以擴(kuò)大電池容量,延長(zhǎng)電池壽命,并為鈷、鎳和錳等現(xiàn)有陰極材料提供一種可持續(xù)的替代品。經(jīng)過一年多的測(cè)試,硫陰極保持穩(wěn)定,其性能在4000次充放電循環(huán)中沒有下降,相當(dāng)于正常使用10年。而且,電池的容量是鋰離子電池的三倍多。
用硫電池代替鋰離子電池的陰極將緩解鈷、鎳和錳的采購需求,硫在世界各地都能找到,而且在美國大量存在,因?yàn)樗鞘蜕a(chǎn)的廢物。
原標(biāo)題:美國研究人員將硫引入鋰離子電池,緩解鈷、鎳和錳的需求