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美全新全固態(tài)鋰硫電池 能量密度是傳統(tǒng)鋰電池4倍

添加時間：2018-10-15 21:44:29   瀏覽：

   據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)最新報道

，美國能源部下屬的橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)的科學(xué)家設(shè)計出了一種全新的全固態(tài)鋰硫電池
，其能量密 度約為目前電子設(shè)備中廣泛使用的鋰離子電池的4倍，且成本更低廉
。相關(guān)研究發(fā)表在本周出版的世界頂尖化學(xué)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)國際版》上。

 

　　該研究的領(lǐng)導(dǎo)者梁誠督(音譯)表示：“新電池中用到的電解質(zhì)也是固體

，這種設(shè)計思路完全顛覆了已延續(xù)150年到200年的兩個電極加一堆電解液的固有電池概念，也解決了其他化學(xué)家一直擔(dān)心的易燃問題
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　　幾十年來

，科學(xué)家們一直很看好鋰硫電池
，其比鋰離子電池效率高且成本低。但壽命短是其最大弱點(diǎn)
，因此一直未被商用。另外
，電池內(nèi)使用液體電解質(zhì) 也成為科學(xué)家們的桎梏。一方面
，液體電解質(zhì)會通過溶解多硫化物從而幫助鋰離子在電池中傳導(dǎo)
。但不利的是，這一溶解過程會使電池過早地被損壞
。

 

　　現(xiàn)在

，該ORNL研究團(tuán)隊的新設(shè)計方法清除了這些障礙。首先
，他們合成出了一種富含硫的新物質(zhì)并將其作為電池的陰極
，其能傳導(dǎo)鋰離子和傳統(tǒng)電池 陰極中使用的硫金屬鋰化物
，隨后
，再將其同由鋰制成的陽極以及固體電解質(zhì)(也由ORNL的研究人員研發(fā)而成)結(jié)合在一起
，制造出了這種能量密度大的全固態(tài) 電池
。

 

　　梁誠督表示：“電解質(zhì)由液體變成固體這一轉(zhuǎn)變消除了硫溶解的問題

，而且
，由于液體電解質(zhì)容易同鋰金屬發(fā)生反應(yīng)，所以
，新電池使用固體電解質(zhì)后安 全性也更高
。另外，新鋰硫電池中使用的硫是處理石油后剩下的副產(chǎn)品
，來源豐富且成本低廉，也能存儲更多能量
，這就使新電池具有成本低廉
、能量密度大等優(yōu) 點(diǎn)
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　　測試結(jié)果表明，新電池在60攝氏度的溫度下

，經(jīng)過300次充放電循環(huán)后，電容可以維持在1200毫安小時/克
，而傳統(tǒng)鋰離子電池的平均電容為 140至170毫安小時/克。梁誠督表示
，因?yàn)殇嚵螂姵財y帶的電壓為鋰離子電池的一半
，平均電容為其8倍