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新催化剂解决致命缺陷,锂硫电池应用前景现曙光

CHEN

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当今大多数电子产品的核心是可充电锂离子电池(LiB)。但是它们的储能能力不足以用于大型储能系统。锂硫电池(LSB)由于其较高的理论储能容量,同时又重量轻、成本低,甚至可以在无人机等其他应用中取代LiB。

但是,LSB中的反应途径导致固体硫化锂(Li2S6)和液体多硫化锂(LiPS)的积累,导致硫阴极(带正电荷的电极)活性材料的损失和锂阳极(带负电荷的电极)的腐蚀。为了提高电池寿命,科学家一直在寻找能够使这种降解在使用过程中有效可逆的催化剂。

在《化学化工》杂志发表的一项新研究中,韩国光州理工学院的团队报告了他们在这方面的突破。

根据以往对草酸钴(CoC2O4)的研究,该团队发现在电解过程中,带负电的离子很容易吸附在这种材料的表面。为了验证,研究人员在硫阴极上添加一层CoC2O4来构建LSB。

果然,观察和分析表明,CoC2O4吸附硫的能力允许Li2S6和LiPS的还原和解离。此外,它通过在其表面吸附LiPS来抑制LiPS扩散到电解质中,防止其到达锂阳极并触发自放电反应。这些措施共同提高了硫利用率,减少了阳极降解,从而提高了电池的寿命、性能和储能能力。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接:

http://dx.doi.org/10.1002/cssc.202002140


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