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二硫化钼用作阳极涂层 提升锂硫电池能量密度

德州大学将二硫化钼用作阳极涂层 提升锂硫电池能量密度

据外媒报道,德州大学达拉斯分校(The University of Texas at Dallas)采2D二硫化钼(molybdenum disulfide,MoS2)作为锂金属电池阳极的防护层,大幅提升锂硫电池的性能。

研究人员采用二硫化钼,旨在提升锂电沉积(Li electrodeposition)的稳定性并抑制锂晶枝形核(dendrite nucleation sites)的形成。

研究人员用涂有二硫化钼的锂及3D碳纳米管-硫(3D carbon nanotube-sulfur)分别作为该款锂硫电池的阳极及阴极,其比能量密度(specific energy density)为~589?Wh/?kg,在0.5℃下经1200次充放电后,库仑效率(Coulombic efficiency)为~98%。

该方式或将实现高能量密度,提升锂金属电池的安全性。相较于锂离子电池,锂硫电池拥有诸多优势,造价相对便宜、分量轻、储能是锂离子电池的近两倍,且环保型更佳。

然而,硫是一款性能较差的导电体(electrical conductor),仅仅充放电数次,该材料就变得不太稳定。而锂硫电池未能成为主流产品的另一个原因在于:电极分解(Electrodes breaking down)。

而钼金属原厂则常被用于钢材的硬度提升及硬化,当其与两个硫原子结合时,生成的材料可被用于调节涂层的厚度。研究人员发现,该材料可提升硫的稳定性及其导电性,从而获得更大的能量密度,助推锂硫电池的商业化进程。

该研究获得了韩国科技评估和规划院(Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning,KETEP)及国家研究基金创新材料探索项目(National Research Foundation of Creative Materials Discovery Program)的资金支持。(本文图片选自greencarcongress.com)

作者:李文龙

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