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新材料电极提升锂电池能量密度5倍

导读: 美国能源部下属阿贡实验室先进光子源(ACS)携手沙特国王大学的科研人员,研发出基于硫化硒(SeS2)的新复合材料作阴极,可将锂离子电池的能量密度提升5倍。

  据外媒报道,美国能源部下属阿贡实验室先进光子源(ACS)携手沙特国王大学的科研人员,研发出基于硫化硒(SeS2)的新复合材料作阴极,可将锂离子电池的能量密度提升5倍。相关研究报告发表在最新一期的《美国化学学会》。

  科研人员针对carbon-selenium sulfide化合物进行研究,旨在替代标准锂离子电池中使用的常规锂过渡金属氧化物阳极材料。新研发的SeSx阴极可以在提升电池能量密度(如电动汽车的续航能力)的同时,解决锂空气电池和锂硫电池的充放电循环问题。科研人员在Li/SeSx电池中使用醚基电解质研究电池的效率。

新材料电极提升锂电池能量密度5倍

锂电池循环性能:1)a和b,Se—;2)c和d,SeS2—;3)e和f,SeS7—(碳化合物作醚基电解质阴极)

  目前,先进的充电电池大都基于常见的锂插嵌技术,使用锂过渡金属氧化物作为电池阴极材料,一般储能容量达到120-160 mA·h/g-1。这样的低能量密度和/或者高材料成本限制了它们的大规模生产和在锂离子电池中的应用。而这种新复合材料的发现,无疑可以提升储能系统的效率。最近,不断有科研人员展示Li/S和Li/O2电池的能量密度是常规锂离子电池的2—5倍。但是,由于充放电循环性能较差,这2种电池还未能实现商业化使用。

  与硫相比,硒的导电性更高,理论单位质量容量高(678 mA·h g-1) ,单位体积容量高(3,268 mA·h/cm3)。科研人员曾在2012年发表的报告中指出,无论是锂离子电池还是钠电池,硒都是一种有吸附力的阴极材料。

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