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高比能锂硫电池研究取得新进展

作者:高压电源网 日期:2016-05-20 09:48 出处:跌迁高压电源网 人气: 

 

    锂电池体系作为一种高效的储能装配备受青睐,已经广泛用于便携式电子器件(手机、标记本等),今朝正应用于新能源电动汽车、智能电网及干净能源(风能和太阳能)大年夜范围储能中,大年夜而降低仁攀类对化石能源的过度依附,减低二氧化碳及相干放弃排放,削减温室气体对全球气候的影响以及对城市的空气污染。
 
    跟着人们对日用电子花费产品以及电动车请求赓续晋升,急切须要成长更高能量密度的电池体系。室温可充放锂-硫二次电池 (Li-S batteries) 的理论能量密度为2654 Wh/kg, 是锂荡子电池(LiCoO2/C, 脱锂0.5,理论能量密度360 Wh/kg)理论能量密度的7倍。可充放锂硫电池估计能量密度可以达到350-400 Wh/kg, 有望明显进步电动汽车的续航里程。制约可充放锂硫电池应用的两个核心技巧难题为:在充放电过程中若何克制中心产品多硫荡子的消融和若何稳定金属锂负极避免产生锂枝晶。

    轮回库仑效力接近100,轮回稳定性明显进步。与此同时,较惯例低盐浓度电解液体系而言,因为高盐浓度电解液体系具有高的阴阳荡子浓度 (7 mol LiTFSI / 1L DOL-DME),高的锂荡子迁徙数(0.73)以及较高的┞烦度 (72 cP),有效避免了因为金属锂沉积不平均所带来的金属锂枝晶发展(高锂荡子浓度有利于金属锂负极的平均物质交换;高的阴荡子浓度和粘度,有助于降低金属锂负极外面因为阴荡子耗尽所产生的空间电荷层,大年夜而降低了金属锂非平均沉积的电场驱动力;高粘度体系袈溱必定程度上增长了锂枝晶发展的阻力。),使得金属锂负极在轮回过程中的稳定性大年夜大年夜进步。

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    比来,中国科学院物理研究所/北京凝集态物理国度实验室(筹)的干净能源实验室E01组胡勇胜研究察和博士生索鎏敏等提出了一类新型双功能电解液体系“Solvent-in-Salt”(SIS),并将其应用于锂硫电池中,同时解决了多硫荡子消融和稳定金属锂负极两项关键技巧难题。经由过程大年夜幅进步锂盐浓度,将大年夜量自由溶剂分子与锂盐络合,有效克制了多硫荡子在电解液中的消融,有效避免了充电过程中消融于电解液的多硫荡子形成的“多硫荡子穿梭”效应,防止了电池的严重过充现象.

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