石墨烯釋放出鋰硫電池的前景

2019-06-21 16:58:25 編輯：來源：

導讀許多電池科學家對鋰硫電池的潛力感興趣，因為至少從理論上講，它們以相對較低的成本提供高能量密度。然而，鋰硫電池面臨許多挑戰，包括硫的

許多電池科學家對鋰硫電池的潛力感興趣，因為至少從理論上講，它們以相對較低的成本提供高能量密度。然而，鋰硫電池面臨許多挑戰，包括硫的低導電率和在放電循環期間陰極尺寸顯著膨脹的趨勢 - 這種趨勢阻止陰極材料像電池一樣密集地堆積在電池中。科學家們想。

為了解決這些問題并使鋰硫電池更接近現實，美國能源部(DOE)阿貢國家實驗室，伊利諾伊大學芝加哥分校(UIC)和俄勒岡州立大學的研究人員開發出一種新的由硫化鋰制成的陰極材料由石墨烯封裝。

為了制造陰極材料，Argonne化學家Jun Lu和Khalil Amine加熱鋰金屬，然后將其暴露于二硫化碳氣體，這是一種常見的工業溶劑。硫化鋰的產生以及石墨烯封裝是自發發生的。

“這是一個非常美妙的反應，因為它只需一步即可創造出一種常見的化合物，”盧說。“對于硫化鋰電極來說，這種設計似乎非常有趣，因為它具有更高的導電性，穩定性和負載。最重要的是，這種反應可以很容易地擴大到工業生產中。”

該研究發表在Nature Energy上，有助于解決鋰硫電池面臨的一些挑戰。首先，由于硫化鋰正極材料已經含有鋰(就像它處于完全放電狀態一樣)，阿貢科學家預計在循環過程中體積不會在陰極中膨脹。

由于其緊湊性和增強的導電性，石墨烯包裹的硫化鋰復合材料允許高質量負載 - 這將決定鋰硫電池可能的實際應用的關鍵因素之一。另外，硫化鋰陰極可以與非鋰金屬陽極耦合，這可以避免在許多鋰 - 陽極基電池中形成枝晶的問題。

該材料使用Argonne的納米材料中心的透射電子顯微鏡和Argonne的Advanced Photon Source的原位同步加速器X射線技術進行研究，這些技術是DOE科學用戶設施辦公室。

標簽：鋰硫電池

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