據外媒報道,韓國光州科學技術研究所(GIST)的科學家發現一種新催化劑材料,可以顯著延長鋰硫電池的壽命。
(圖片來源:greencarcongress)
與傳統鋰離子電池不同,在鋰硫電池(LSB)的充放電過程中,固體硫化鋰(Li2S6)和液態多硫化鋰(LiPS)沉積,會導致硫正極活性物質損失,并腐蝕鋰負極。為了延長電池壽命,科學家們一直在尋找催化劑,希望在運行時使這種降解過程實現可逆化。
該研究團隊采用草酸鈷(CoC2O4),作為鋰硫電池的電化學催化劑,并成功識別其在充放電過程中的電化學反應。研究負責人Jaeyoung Lee教授表示:“在以往研究中,我們發現在電解過程中,帶負電荷的離子很容易吸附在這種材料的表面。因此,我們假設CoC2O4與鋰硫電池中的硫也會出現類似行為。”
該團隊對帶雙層結構的鋰硫電池進行循環性能測試,將碳層直接置于傳統硫正極上。碳中間層可以作為過濾器,捕獲擴散的LiPS,也可作為附加電極,利用所保留的LiPS繼續進行電化學反應。這樣可以提高硫利用率,改善長期循環穩定性,同時提高比容量。
在目前的研究中,該團隊制造并測試了一種鋰硫電池,在隔板和含有CoC2O4的正極之間置入帶15% CoC2O4的碳中間層。CoC2O4具有吸附硫的能力,支持Li2S6和LiPS還原和解離。此外,這種材料可以將LiPS吸附在表面,阻止LiPS向電解質中擴散,以免其到達鋰負極并引起自放電反應。通過這些措施,可以提高硫利用率,減少負極降解,從而提高電池的壽命、性能和儲能能力。
此外,研究結果表明,即使在大約1.5倍于常規鋰硫電池的水平下,將電池放置約一周,電池也不會因自放電而出現性能下降。
來源:蓋世汽車
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