近年來,鋰離子電池已經(jīng)成為了消費類設備中最重要的儲能裝置。然而在開發(fā)性能更加優(yōu)異的替代品上,科學家們并沒有放慢前行的腳步。比如本文要介紹的鋰硫電池,其具有兩倍于鋰離子的能量儲存特性,但缺點也很是明顯,尤其是衰減過快。好消息是,有研究團隊已經(jīng)設計出了攻克這一問題的方法。
通過集成保護層,新方案可使鋰硫電池的壽命延長四倍。此前由于材料變性的速度太快,鋰硫電池的研究一直停留在實驗室階段。
若此次研究成果能夠得到繼續(xù)改進和獲得有效的應用,那未來我們有望見到五倍于當前續(xù)航的智能機或電動汽車。
據(jù)悉,鋰硫電池失效的主要原因,是在鋰金屬制成的電池電池上形成了枝晶。這些缺陷會破壞在正負極之間來回傳遞電荷的電解質(zhì)溶液,最終導致電池斷路或失火。
此前,一些研究人員已經(jīng)對鋰硫電池的結(jié)構(gòu)做出過一些調(diào)整,比如將關(guān)鍵組件粘合到一起的新型架構(gòu)、半固態(tài)杯形電解質(zhì)、以及混合電極的使用。
然而該研究團隊認為,他們找到了另一條充滿希望的道路 —— 即開發(fā)出一種帶有稀有碲(Tellurium)金屬保護層的新型鋰硫電池。
此前,這種材料常被用于光伏面板的生產(chǎn)中。若將它置于鋰金屬電極的頂部,則可有效限制樹晶的形成,從而極大地延長鋰硫電池的使用壽命。
該研究團隊指出,通過實施這樣的保護工藝,鋰硫電池就能夠在不破壞電解質(zhì)的情況下長時間運行,從而極大地改善電池的使用壽命。
實驗室里的原型測試表明,這種新穎的概念設計,可讓鋰硫電池的壽命延長四倍。更棒的是,他們的制造方法并不涉及昂貴或復雜的工藝,與鋰硫電池的成本效益非常吻合。
最后,相關(guān)研究人員補充道:“地球上硫磺的儲量很是豐富,開采利用不會對環(huán)境造成破壞,且無需擔心在美國境內(nèi)的供應鏈問題。不過在具體的實施方面,仍面臨著一些工程上的挑戰(zhàn)”。