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储能科学与技术

美国阿贡国家实验室开发新型电解质材料提高锂硫电池性能

2019-11-13 12:13| 发布者: admin| 查看: 230| 评论: 0

摘要: 据外媒报道,美国阿贡国家实验室的科学家开发和研究了一种电解质材料,据称可以显著提高锂硫电池的性能。这个研究小组制定了一个选择规则,可以帮助研究人员为不同的电池系统选择最合适的电解质材料。 锂硫 ...

  据外媒报道,美国阿贡国家实验室的科学家开发和研究了一种电解质材料,据称可以显著提高锂硫电池的性能。这个研究小组制定了一个选择规则,可以帮助研究人员为不同的电池系统选择最合适的电解质材料。

锂硫电池是许多储能电池中的一种,通常被认为比如今的锂离子电池具有更高的储能容量,同时可以采用更便宜、更丰富的电解质材料。

但是,据阿贡国家实验室称,锂硫电池的性能受到一个称为“多硫化物穿梭”的不良效应的损害,该反应在充电过程中会将没有完全氧化的锂硫化合物溶解到电解液中,然后锂硫化合物在阳极上还原,在阴极上氧化,将会浪费电能。

阿贡国家实验室研究小组的一名化学家Chi Cheung Su说,“多硫化物穿梭效应除了加热电池之外,并没有什么效果,这就像从纽约飞往洛杉矶的航班只能在芝加哥和丹佛之间来回奔波一样。”

发生这种反应是因为多硫化物易于溶解在含有二氧戊环和二甲氧基乙烷的普通电解质中,但是由于存在氢氟醚(HFE)这种新的电解质,其中多硫化物不易溶解。

Cheung Su说:“我们需要同时解决低溶解度和高电导率这两个问题,在这两个问题解决之后,可以使这种电池实现商业应用。”

开发没有捷径

这个研究小组继续评估各种氢氟醚(HFE)材料和包含它们的电解质的性能,建立有机结构与材料的电化学性能之间的关系,并开发出通用规则来预测不同氢氟醚(HFE)分子的溶解行为和电导率。该规则在化学期刊《Angewandte Chemie》上发表的一篇论文中进行了阐述。

研究小组表示,发现多硫化物的穿梭效应将提供宝贵的见解,并将指导未来的研究人员寻找最合适的氢氟醚(HFE)材料作为特定电池系统中的电解质助溶剂。

该小组发现,在研究不同电解质的性能时,在消除多硫化物穿梭方面表现最佳的电解质化学在电导率方面也最弱。Cheung Su说,“这表明锂硫电池的开发并没有捷径,我们仍然需要继续寻求各种方法来改善锂硫电池的性能。”


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