科学家发现了一种罕见的硫形式,可以持有三重容量电动电池的钥匙

广告

德雷克塞尔大学的工程师取得了突破性的突破性,它将利用稀有的硫化学阶段来防止破坏化学反应,使锂硫硫电池更接近商业用途。

这些电池更环保,并提供巨大的性能增长。他们有可能将当今锂离子电池的能量存储几倍。但是,称为多硫化物的化学化合物的形成正在为它们造成问题。

当电池运行时,它们进入电解质 - 溶液在阳极和阴极之间来回电荷的溶液 - 它们触发了损害电池容量和寿命的化学反应。科学家们成功地将碳酸盐电解质换成了乙醚电解质,该乙醚与多硫化物无反应。但这导致其他问题,因为醚电解质本身具有高度挥发性,并且具有低沸点的组件,这意味着如果电池温度高于室温,电池可能会迅速失效或崩溃。

锂硫电池在为未来的电动汽车供电时具有很大的潜力

为了解决这个问题,工程师正在设计一种新的阴极,该阴极可以与已经在商业用途中的碳酸盐电解质配合使用。该阴极由碳纳米纤维制成,并且已经被证明可以减慢醚电解质中多硫化物的运动。

首席研究员Vibha Kalra说:“拥有与他们已经使用的碳酸盐电解质一起使用的阴极是商业制造商阻力最小的路径。”“因此,我们的目标不是推动行业采用新的电解液,而是制造一个可以在先前存在的锂离子电解质系统中起作用的阴极。”

科学家试图将碳纳米纤维网格中的硫限制在使用称为蒸气处置的技术中,以防止危险的化学反应。它变成了一种称为单斜γ相硫的东西,这是该元素的略有变化形式。这种硫的化学阶段仅在实验室的高温下或在自然界中的油井中观察到。

对Drexel University开发的碳纳米纤维阴极的近距离观察

该研究的合着者拉胡尔·帕伊(Rahul Pai)说:“起初,很难相信这是我们正在发现的东西,因为在所有先前的研究中,单斜硫在95°C(203°F)下一直不稳定。”“在上个世纪,只有少数研究产生了单斜γ硫,最多只能稳定20-30分钟。但是我们已经用一个正在经历数千个电荷分离循环的阴极创建了它,而没有降低性能 - 一年后,我们对IT的检查表明,化学阶段保持不变。”

在一年的测试和4,000个电荷止血周期中,阴极保持稳定,科学家说,这相当于10年的常规使用。

卡拉说:“尽管我们仍在努力了解这种稳定的单斜硫在室温下的确切机制,但这仍然是一个令人兴奋的发现,并且可以打开许多门以开发更可持续和负担得起的电池技术。”爱游戏ayx体育

该研究发表在杂志上通信化学

广告

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。